巨噬细胞外泌体 miR-122:治疗酒精性股骨头坏死的新希望

【字体: 时间:2025年02月10日 来源:Journal of Orthopaedic Surgery and Research 2.8

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  为解决酒精性股骨头坏死(AIONFH)治疗难题,研究人员开展了 “Exosomal miR-122 derived from M2 macrophages induces osteogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells in the treatment of alcoholic osteonecrosis of the femoral head” 的研究。结果显示 M2 巨噬细胞外泌体 miR-122 可诱导骨髓间充质干细胞成骨分化,为 AIONFH 治疗提供新方向。

  在骨骼健康的大舞台上,酒精性股骨头坏死(Alcoholic osteonecrosis of the femoral head,AIONFH)就像一个 “捣乱分子”,给患者带来无尽痛苦。长期大量饮酒是引发 AIONFH 的 “罪魁祸首”,它会打乱酒精和脂质的正常代谢,使股骨头组织受损,进而发生病理性坏死。要是在临床上没能及时治疗,患者的生活质量会严重下降,甚至不得不进行髋关节置换手术。目前,AIONFH 的发病机制还不明确,早期治疗手段有限,常用药物只能缓解疼痛,无法有效阻止病情发展。所以,深入研究 AIONFH 的发病机制,寻找改善病情的有效方法迫在眉睫。
为了攻克这一难题,柳州工人医院关节骨病科的研究人员勇挑重担,开展了一项意义重大的研究。他们把目光聚焦在 M2 巨噬细胞分泌的外泌体及其携带的 miR-122 上,探究其在 AIONFH 治疗中的作用机制,相关研究成果发表在《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》杂志上。

研究人员运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面,通过密度梯度离心法提取和纯化 M2 巨噬细胞外泌体(M2-Exo) ,利用透射电子显微镜(TEM)和纳米颗粒跟踪分析(NTA)对其进行鉴定;采用实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)检测基因表达水平;运用碱性磷酸酶(ALP)染色和茜素红染色评估骨髓间充质干细胞(BMSCs)的成骨分化能力。在动物实验中,构建 AIONFH 大鼠模型,运用 Micro-CT 对大鼠股骨头组织进行扫描分析,通过苏木精 - 伊红(HE)染色、Masson 染色和免疫组织化学染色观察组织病理变化。

研究结果如下:

  1. M2 巨噬细胞极化及外泌体提取鉴定:成功诱导大鼠骨髓来源的巨噬细胞极化为 M2 巨噬细胞,其外泌体平均粒径为 156.4nm,浓度为 3.2×1012particles/mL ,且成功提取并鉴定了 M2-Exo 的表面标记蛋白 CD81 和 TSG101。
  2. miR-122 在 M2-Exo 中的鉴定:相较于 M0 巨噬细胞,M2 巨噬细胞中 miR-122 表达更高。转染 miR-122 mimic 后,M2 巨噬细胞及其外泌体中 miR-122 含量增加,表明 miR-122 可被 M2 巨噬细胞分泌到外泌体中,且 miR-122 mimic 能提升外泌体中 miR-122 的量。
  3. 外泌体 miR-122 对 BMSCs 成骨分化的影响:以大鼠 BMSCs 为研究对象,发现与正常培养基相比,成骨诱导培养基(OM)可诱导 BMSCs 表达 miR-122。与 OM 组相比,M2-Exo 和 miR-122 mimic M2-Exo 处理组的 BMSCs 中 miR-122 表达增加,细胞活力增强,成骨分化相关基因(Col-2、Runx2、OPN、ALP)表达进一步上调 。茜素红染色和 ALP 染色结果显示,M2-Exo 和 miR-122 mimic M2-Exo 与 OM 具有协同作用,促进 BMSCs 成骨分化。
  4. 外泌体 miR-122 对 AIONFH 大鼠关节软骨修复的影响:构建 AIONFH 大鼠模型后发现,与对照组相比,模型组大鼠 miR-122 表达降低。注射 M2-Exo 和 miR-122 mimic M2-Exo 后,miR-122 表达增加。Micro-CT 检测显示,干预后大鼠股骨头的骨体积百分比、骨小梁厚度和骨矿物质密度增加,骨小梁分离度减小。HE 染色、Masson 染色和免疫组织化学检测结果表明,M2-Exo 和 miR-122 mimic M2-Exo 可减轻大鼠股骨头的病理变化,促进骨组织再生。

研究结论与讨论部分指出,本研究在动物和细胞水平证实,M2 巨噬细胞通过外泌体途径诱导骨髓间充质干细胞成骨分化,从而治疗 AIONFH。M2-Exo 中的 miR-122 在促进 BMSCs 成骨分化、修复 AIONFH 大鼠关节软骨方面发挥重要作用。不过,M2-Exo 对 AIONFH 的治疗效果还需长期观察,miR-122 的分子调控机制也有待进一步研究。总体而言,该研究为 AIONFH 的治疗提供了新的理论依据和潜在治疗靶点,有望为临床治疗带来新的突破,让更多 AIONFH 患者受益。
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