脂肪来源干细胞通过修复 CX3CR1+滑膜衬里巨噬细胞屏障缓解类风湿关节炎：开启关节炎治疗新希望

为探究脂肪来源干细胞（ADSCs）治疗类风湿关节炎（RA）机制，研究发现其可修复 CX3CR1+巨噬细胞屏障，为 RA 治疗提供新方向。

　　类风湿关节炎（Rheumatoid arthritis，RA）是一种令人困扰的慢性自身免疫疾病，它就像一个隐藏在身体里的 “破坏者”，悄无声息地侵蚀着关节，给患者带来无尽的痛苦。目前，虽然有非甾体抗炎药和改善病情抗风湿药等在使用，但仍有 10 - 15% 的患者对这些疗法不耐受或产生抵抗，治疗效果并不理想。而间充质干细胞（Mesenchymal stem cells，MSCs），尤其是脂肪来源干细胞（Adipose - derived stem cells，ADSCs），为 RA 的治疗带来了新的希望。然而，ADSCs 治疗 RA 的具体机制，特别是它与 CX₃CR1⁺巨噬细胞之间的相互作用，还不为人所知。

为了揭开这些谜团，清华大学的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Stem Cell Research & Therapy》上，为 RA 的治疗开辟了新的方向。

在研究中，研究人员用到了多种关键技术方法。首先是动物模型构建，通过将 K/BxN 小鼠的血清注射到健康小鼠体内，建立了血清转移诱导的关节炎（STA）小鼠模型。同时，对多种小鼠进行了基因编辑和处理，用于不同的实验目的。细胞实验方面，从不同小鼠提取和培养 ADSCs，并对其进行鉴定；通过流式细胞术分选不同细胞进行后续实验。基因分析技术上，运用了批量 RNA 测序（Bulk RNA - seq）和单细胞 RNA 测序（scRNA - seq），对细胞的基因表达情况进行深入分析。

下面来看看具体的研究结果：

1. 关节内注射 ADSCs 缓解小鼠类风湿关节炎进展：研究人员将 ADSCs 直接注射到小鼠膝关节腔，发现其能显著降低 RA 临床评分，抑制促炎细胞因子，减轻中性粒细胞浸润和软骨侵蚀。即使在 CX₃CR1⁺巨噬细胞屏障已被破坏的情况下，ADSCs 仍能发挥治疗作用。
2. ADSCs 与 CX₃CR1⁺滑膜衬里巨噬细胞在体内的相互作用：通过实验发现，ADSCs 能促进 CX₃CR1⁺巨噬细胞屏障的重建，该巨噬细胞在 ADSCs 治疗 RA 过程中至关重要。注射后，ADSCs 会逐渐粘附到滑膜衬里层，与 CX₃CR1⁺巨噬细胞直接接触，使巨噬细胞屏障变得更致密。
3. ADSCs 与 CX₃CR1⁺滑膜衬里巨噬细胞在体外的细胞间通讯：体外共培养实验表明，ADSCs 与 CX₃CR1⁺巨噬细胞直接接触时，巨噬细胞会增强粘附和细胞伸长，自发形成带状结构，二者还会形成腔状共定位结构。通过对共培养细胞的转录组分析，发现 ADSCs 和 CX₃CR1⁺巨噬细胞通过多种机制相互作用，促进细胞的多种生物学过程。
4. CX₃CR1⁺滑膜衬里巨噬细胞屏障破坏的原因：研究人员对 CX₃CR1⁺巨噬细胞进行重新聚类分析，发现 RA 进展过程中，Ccl₂₄^highFn₁^low巨噬细胞比例下降，Atf₃^highCcl₃^high巨噬细胞比例增加。基因集富集分析表明，Atf₃^highCcl₃^high巨噬细胞具有促炎特性，且其氧化磷酸化受损，这可能导致滑膜屏障破坏。
5. ADSCs 治疗对 CX₃CR1⁺滑膜衬里巨噬细胞异质性的影响：scRNA - seq 分析显示，ADSCs 治疗后，生理状态的 Ccl₂₄^highFn₁^low巨噬细胞比例增加，病理状态的 Atf₃^highCcl₃^high巨噬细胞比例减少。这表明 ADSCs 可能通过恢复巨噬细胞的氧化磷酸化代谢来修复滑膜屏障，同时还通过多种信号通路调节巨噬细胞的多种生物学行为。
6. ADSCs 线粒体在 RA 治疗中的作用：实验证实了 ADSCs 的线粒体可通过隧道纳米管（TNTs）转移到巨噬细胞中。抑制线粒体转移会显著降低 ADSCs 的治疗效果，而直接注射 ADSCs 来源的线粒体也显示出一定的治疗潜力，但效果有限。这说明 ADSCs 部分通过线粒体转移来增强 CX₃CR1⁺滑膜衬里巨噬细胞的氧化磷酸化，从而发挥治疗作用。
7. RA 治疗不同阶段 ADSCs 的体内命运：通过对不同时间点注射后 ADSCs 的转录组分析，发现 ADSCs 在 RA 关节中通过增强干细胞分化、上调免疫调节因子和增强细胞粘附来发挥治疗作用。并且在治疗的不同阶段，ADSCs 的主要功能不同，从促进细胞外基质组织和组织重塑逐渐转变为免疫调节。

研究结论和讨论部分指出，关节内注射 ADSCs 可减轻 STA 模型小鼠的 RA 进展，促进 CX₃CR1⁺滑膜巨噬细胞屏障的重建。ADSCs 通过转移线粒体修复巨噬细胞屏障，发挥治疗作用。同时，研究还揭示了 ADSCs 在不同阶段的体内命运和功能变化。此外，研究还探讨了 STA 模型、细胞代谢与巨噬细胞屏障破坏的关系、MSCs 线粒体的应用前景以及如何增强 ADSCs 的治疗效果等问题。

这项研究为 RA 的治疗提供了新的靶点和方向，从代谢角度为 CX₃CR1⁺巨噬细胞屏障的重建和 RA 等炎症性疾病的治疗提供了希望，也拓展了线粒体治疗在再生医学中的应用前景，为未来 ADSCs 的工程化改造提供了实验和理论基础。