锶 - Alix 相互作用：颞下颌关节骨关节炎治疗新策略

为解决颞下颌关节骨关节炎（TMJOA）因病因不明难治疗，且现有外泌体疗法存在产量低、疗效不佳的问题，研究人员开展了锶（Sr）对滑膜间充质干细胞（SMSCs）外泌体及 miRNA 选择性装载影响的研究。结果显示 Sr 预处理可优化外泌体 miRNA 谱，提升疗效。该研究为 TMJOA 治疗提供新策略。

　　在人体的关节世界里，颞下颌关节骨关节炎（TMJOA）这个 “小恶魔” 十分猖獗。它作为一种常见的退行性关节病，不仅限制了人们正常的下颌运动，还带来难以忍受的疼痛，严重降低患者的生活质量。更让人头疼的是，由于病因不明，目前几乎没有能有效阻止其发展的治疗方法。

近年来，间充质干细胞衍生的外泌体（MSCEXOs）因其在调节软骨细胞外基质（ECM）代谢、恢复软骨下骨稳态和免疫微环境等方面的潜力，受到了科研人员的广泛关注。外泌体中的 miRNA 更是被视为对抗骨关节炎（OA）的关键元素之一。然而，目前外泌体疗法存在诸多挑战，比如产量较低，而且由于 MSCs 内 miRNA 的分选机制问题，导致外泌体中发挥治疗作用的 miRNA 效率大打折扣。在众多与关节炎相关的 miRNA 中，有些是 “有害” 的（如 miR-23a-3p、miR-146a-5p 等），会促进骨关节炎的发展；而有些则是 “有益” 的（如 miR-140、miR-671 等），能缓解骨关节炎症状，但在患病组织中往往表达下调。此外，微量元素在调节细胞内 miRNA 组成方面的作用逐渐被发现，其中锶（Sr）在关节炎滑膜微环境中浓度降低，且其离子药物虽对关节炎有一定缓解作用，但因副作用限制了长期使用。在此背景下，为了找到更有效的 TMJOA 治疗方法，四川大学华西口腔医院等研究机构的研究人员开展了一系列研究。

研究人员用到的主要关键技术方法有：通过动物实验构建 TMJOA 大鼠和小鼠模型；从大鼠滑膜组织中分离培养滑膜间充质干细胞（SMSCs），并对其进行鉴定和诱导分化；运用超速离心法分离提取外泌体，借助透射电子显微镜（TEM）、纳米颗粒跟踪分析仪（NTA）和蛋白质免疫印迹（WB）对外泌体进行表征；利用小 RNA 测序和定量实时聚合酶链反应（qRT-PCR）分析外泌体中的 miRNA；通过双荧光素酶报告基因实验验证 miRNA 的靶基因。

下面来看具体的研究结果：

1. 锶增强 SMSCs 外泌体产量并优化 miRNA 谱：研究人员对比了未处理的 SMSCs 外泌体（SMSC-EXOs）和 Sr 预处理后的 SMSCs 外泌体（Sr-SMSC-EXOs）。发现 Sr 预处理不仅显著提高了外泌体的产量，还优化了 miRNA 谱，使有益 miRNA 比例增加，有害 miRNA 减少。例如，在 Sr-SMSC-EXOs 中，miR-370-3p、miR-363-3p 和 miR-146a-5p 等有害 miRNA 含量降低，而 miR-671 等有益 miRNA 含量升高。
2. Sr 增强的 SMSCs 外泌体治疗 TMJOA 效果更佳：在 TMJOA 大鼠模型实验中，与 SMSC-EXOs 相比，Sr-SMSC-EXOs 能更有效地减轻软骨侵蚀，其通过抑制白细胞介素 - 1β（IL-1β）诱导的软骨细胞分解代谢相关基因（Mmp3、Mmp9 和 Ptgs2）表达，同时抑制软骨细胞铁死亡（ferroptosis） ，提高谷胱甘肽过氧化物酶 4（GPX4）、溶质载体家族 7 成员 11（SLC7A11）和谷胱甘肽（GSH）水平，降低脂质过氧化水平。此外，Sr-SMSC-EXOs 的止痛效果也更显著，能更快地提高 TMJOA 大鼠的疼痛阈值，减少软骨下骨中降钙素基因相关肽（CGRP）神经末梢密度和破骨细胞活性。
3. Alix 上调对 Sr 触发的 miRNA 装载和外泌体分泌至关重要：研究发现，Sr 处理可使 SMSCs 中 Alix（凋亡相关基因 2 相互作用蛋白 X）表达显著增加。敲低 Alix 后，Sr 促进外泌体分泌和有益 miRNA 装载的作用被抑制，有害 miRNA 比例上升。这表明 Sr 至少部分通过上调 Alix 促进 SMSCs 分泌更多外泌体，并影响 miRNA 的装载。
4. Alix 抑制抵消 Sr 在 SMSCs 外泌体治疗 TMJOA 中的疗效：在体内实验中，敲低 SMSCs 中的 Alix 后，Sr-SMSC-EXOs 减轻软骨退变和缓解疼痛的效果明显减弱。这进一步证明 Alix 在产生高效的 Sr-SMSCs-EXOs、保护软骨免受侵蚀和缓解疼痛方面起着关键作用。
5. miR-143-3p 在 Sr-SMSC-EXOs 治疗 TMJOA 中起核心作用：通过对各类外泌体中表达的 miRNA 分析，发现 miR-143-3p 在 Sr-SMSC-EXOs 中丰度较高且与 Sr 和 Alix 密切相关。给予 miR-143-3p 拮抗剂可阻碍 Sr-SMSC-EXOs 的治疗效果，而给予激动剂则能缓解 TMJOA 症状。研究还证实 miR-143-3p 直接靶向 Mfsd8 基因，抑制软骨细胞铁死亡，从而改善 TMJOA。
6. Sr 对不同来源 MSCs 外泌体的影响不同：对比滑膜间充质干细胞（SMSCs）和骨髓间充质干细胞（BMSCs）发现，Sr 仅能使 SMSCs 中的 Alix 表达增加，促进外泌体分泌和 miR-143-3p 装载，而对 BMSCs 无此作用。在 TMJOA 小鼠体内实验中，Sr-BMSC-EXOs 减轻软骨退变和缓解疼痛的效果不如 Sr-SMSC-EXOs 明显。这表明 Sr 对调节外泌体生物发生的作用因 MSCs 来源而异，突出了滑膜微环境来源的 MSCs 在利用 Sr 增强 MSCs 外泌体治疗 TMJOA 策略中的重要性。

综合上述研究，研究人员得出结论：Sr 处理 SMSCs 不仅能显著提高 SMSCs 来源外泌体的产量，还优化了其 miRNA 谱。功能实验表明，Sr-SMSC-EXOs 在减轻软骨细胞铁死亡和破骨细胞介导的关节疼痛方面比未处理的 SMSC-EXOs 更有效。此外，研究揭示了 Alix 蛋白在 Sr 诱导的 miRNA 装载中的重要作用，建立了 Sr 处理、Alix 介导的 miRNA 选择性装载、特定的 SMSCs 与 TMJOA 治疗效果之间的直接联系。

不过，该研究也存在一定的局限性。比如只研究了外泌体中的 miRNA，未全面分析其他成分；尚未完全揭示 SMSCs 外泌体和 Sr-SMSC-EXOs 影响软骨下骨的具体机制以及软骨与软骨下骨之间是否存在相互作用；目前仅在小动物模型上进行了实验，距离临床应用还有差距。但总体而言，这项研究为 TMJOA 的治疗提供了新的思路和策略，有望推动相关领域的进一步发展，未来如果能在上述局限性方面取得突破，将为 TMJOA 患者带来更多的希望。