空軍軍醫大學西京醫院骨科閆銘教授團隊：外泌體免疫策略：一種改善椎間盤退變的新方法

下腰痛(LBP)是全球最嚴重的醫學和社會問題之一，已影響到全球近80%的人口，給受影響的個人和家庭帶來了相當大的經濟負擔。而椎間盤退行性變(IDD)是一種常見的肌肉骨骼疾病，是LBP的主要誘因。IDD的病理基礎包括細胞外基質(ECM)分解代謝和合成代謝的動態平衡受損，免疫級聯反應失控激活，髓核(NP)細胞功能障礙和丟失，以及椎間盤微環境和動態細胞的生化改變。目前，IDD的主要治療方法是手術治療，然而外科干預只能緩解癥狀，卻不能恢復固有的結構和功能。外泌體是直徑為30-150 nm的囊泡，由干細胞、腫瘤細胞、免疫細胞和內皮細胞等多種細胞分泌；外泌體的脂質雙層保護它們免受核糖核酸酶的降解，并有助于提高它們在受體細胞中的生物學效率。越來越多的證據表明，外泌體在諸多疾病中具有廣闊的應用前景，并被認為是治療IDD的潛在來源。

近日，空軍軍醫大學西京醫院骨科閆銘教授團隊在Front CellDev Biol上發表了題為“Exosomes Immunity Strategy: A Novel Approach for Ameliorating Intervertebral Disc Degeneration”的綜述文章（2022，10;9:822149），系統回顧了外泌體的來源及生物效應機制，包括外泌體的形成、外泌體的識別與鑒定、外泌體之間相互通訊的密切關系；以及外泌體通過抑制免疫微環境與炎癥反應、抑制椎間盤血管化、促進ECM合成并抑制降解等途徑緩解IDD的研究進展。空軍軍醫大學西京醫院骨科閆銘教授、高博副教授和首都醫科大學潞河醫院許崧杰副教授為本文通訊作者。空軍軍醫大學西京醫院骨科研究生李葦航、張世磊副教授及研究生王棟為本文共同第一作者。文章受到自然科學基金(82072475, 82172475)的資助。

該文詳細介紹了外泌體在治療IDD疾病中的具體機制及通路，包括干細胞來源(Stem cell-derivedexosomes)與非干細胞來源的外泌體(Non-stem cell-derived exosomes)。其中干細胞來源的外泌體又分為骨髓間充質干細胞(BMSC-exosomes)、人尿源間充質干細胞(USC-exosomes)、人胎盤間充質干細胞(PMSC-exosomes)以及脂肪源性間充質干細胞來源外泌體(ADSC-exosomes)；而非干細胞來源的外泌體主要涉及髓核細胞(NP-exosomes)、纖維環細胞(AF-exosomes)以及脊索細胞來源的外泌體(NC-exosomes)。這些不同來源的外泌體在治療IDD時相互協同或拮抗，共同調控IDD的變化。其中，PMSC-exosomes可能具有促進內皮細胞遷移以及管狀形成的作用。PMSC外泌體調控IDD或內皮細胞功能的特異miRNAs以及它們的潛在作用還有待進一步鑒定。

越來越多的證據證實外泌體miRNAs在抑制NP細胞凋亡和抑制MMP表達中的作用，但該綜述指出不同來源的外泌體及同種外泌體中不同的miRNA的表達差異及作用尚不清楚；椎間盤MSC-exosomes注射策略雖然顯示了良好的效果，但關于MSC在臨床實踐中仍然存在障礙，特別是移植細胞如何能夠在無血管的IVD條件下存活和適應；以及當使用類似于PMSC來源的外泌體時如何抑制血管生成而不是促進血管內長入椎間盤等，這些問題值得進一步思考與解決。

綜上，該綜述重點回顧并總結了不同來源的外泌體在緩解IDD疾病中的重要作用及現階段關于外泌體治療IDD存在的問題，為后續科研工作者的研究方向提供了指導。

圖1 外泌體治療IDD模式圖

圖2 不同來源外泌體治療IDD的作用機制

?參考文獻：

Exosomes Immunity Strategy: A NovelApproach for Ameliorating Intervertebral Disc Degeneration. FrontCell Dev Biol. 2022,10;9:822149.