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医疗科研新进展 | 菁易科研解读:细胞外囊泡在肌肉骨骼疾病中的作用

The Role of Extracellular Vesicles in Musculoskeletal Diseases.

 

  • 研究背景:骨骼肌系统健康问题成全球负担,骨关节炎和低背痛在老年女性中常见。目前,骨骼肌系统疾病治疗面临再生能力有限和药物靶向性差等挑战。细胞外囊泡(EVs)作为天然的细胞间通讯载体,具有低免疫原性,但其在骨骼肌系统中的作用机制尚未被系统理解。
  • 方法速览:通过纳米颗粒追踪分析、动态光散射和超分辨率显微镜等技术,研究EVs的分类、生物发生、组成及表面标记物,探究其在骨骼肌系统各方面的作用。
  • 主要发现: EVs的分类与生物发生:EVs分为小EVs和中/大EVs,包括外泌体、微泡和凋亡小体。其组成含蛋白质、脂质、核酸等,反映母细胞生理状态。
    • EVs在骨骼肌中的调节与功能:骨骼肌通过EVs分泌信号分子调节肌肉生成、功能和修复,不同来源的EVs含多种信号分子,对肌肉分化等至关重要。
    • EVs与肌肉再生:EVs携带关键因子促进肌肉再生,不同来源的EVs通过不同机制影响骨骼肌功能。
    • EVs与肌肉疾病:在肌肉疾病中,EVs作用显著,如影响正常肌肉功能、导致纤维化等。
    • EVs在关节系统中的作用:EVs通过多种机制影响骨关节炎发病过程,如导致滑膜炎症扩散、影响软骨代谢等。
    • EVs与骨代谢:骨微环境中的细胞通过EVs调控骨形成和重塑,不同来源的EVs对骨代谢有不同影响。
    • EVs与骨疾病:EVs在骨质疏松症治疗中显示出潜力,不同巨噬细胞来源的EVs对骨再生有不同作用。
    • EVs与椎间盘退变:退化的NPC释放的EVs加剧IVDD,而sEVs可抑制NPC凋亡、延缓椎间盘细胞衰老。
    • EVs介导的肌肉-骨通讯:肌肉来源的EVs促进骨髓间充质干细胞的成骨分化,对小鼠废用性骨质疏松有保护作用。
    • EVs与肌肉-脂肪通讯:骨骼肌和脂肪组织通过EVs双向通讯调节代谢稳态,不同来源的EVs影响胰岛素抵抗、肌肉干细胞增殖等。
    • EVs在骨再生中的作用:EVs通过调控骨免疫微环境促进骨再生,不同预处理的EVs有不同作用。
    • EVs与骨-肝通讯:骨和肝脏通过EVs形成双向调控网络,维持生理稳态和疾病,sEV-LRG1-NF-κB-NFATc1轴对维持骨稳态至关重要。
    • EVs与肌肉-肝通讯:肌肉和肝脏之间通过EVs相互影响,运动释放的EVs增强肝细胞葡萄糖代谢,肌肉来源的EVs有抗代谢功能障碍相关脂肪性肝炎效果。
    • EVs与肌肉-肾通讯:EVs相关的miRNA在慢性肾病中对运动敏感,运动可缓解肌肉萎缩和肾纤维化。
    • EVs与骨关节炎治疗:EVs在OA治疗中的临床研究有探索,但目前疗效不佳可能与单次注射方案有关,多项临床试验正在进行。
    • EVs作为药物递送系统的纳米载体:EVs脂质双层结构保护药物,可穿越生物屏障,多种化疗药物尝试通过其递送。
    • EVs与骨再生和修复:负载EVs的多种材料促进骨再生和修复。

 

  • 总结展望:EVs在骨骼肌系统中发挥关键作用,参与多种生理过程,通过调控信号通路影响细胞功能。但EVs在人体中的安全性尚不明确,需更多体内研究评估。未来可探索其他给药途径,结合EVs与其他治疗方法提高疗效。作为新型纳米治疗载体,EVs在骨骼肌系统疾病治疗中潜力巨大,但控制其生物分布和靶向性是主要挑战。