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作者：吴雨斌;余建锋;于晨锜;邓垚歌;张一健;朱雪松;
单位：苏州大学附属第一医院骨科,苏州大学骨科研究所;
摘要：目的：探讨小鼠软骨细胞来源富含超氧化物歧化酶（SOD）3功能化细胞外囊泡（EV）对小鼠骨关节炎的治疗效果。方法：利用腺相关病毒转染小鼠软骨细胞，使其过表达SOD3，采用差速离心法提取EV，得到过表达SOD3的EV。采用透射电子显微镜、ZetaView纳米粒径分析和蛋白印迹检测鉴定EV。体外实验取8只小鼠的软骨细胞或成软骨细胞分为对照组、白细胞介素-1β(IL-1β)组、EV组和SOD3-EV组，CCK-8法检测细胞增殖能力，细胞活性与细胞毒性染色检测细胞活力，阿利新蓝染色检测软骨分化能力，实时荧光定量反转录聚合酶链式反应（qRT-PCR）检测合成降解代谢相关基因和促炎性细胞因子相关基因表达水平，活性氧染色检测氧化应激水平，TUNEL染色检测细胞凋亡。体内实验将24只C57BL/6J小鼠按随机抽样法分为4组，每组6只，除假手术组外，骨关节炎组、EV组和SOD3-EV组小鼠均接受内侧半月板失稳手术以建立骨关节炎模型。术后5～8周，每周治疗1次，假手术组和骨关节炎组小鼠膝关节腔内均注射磷酸盐缓冲液（PBS）,EV组和SOD3-EV组小鼠膝关节腔内分别注射未过表达SOD3和过表达SOD3的EV。术后第9周，采用HE、番红O-固绿和甲苯胺蓝染色检测各组小鼠膝关节软骨、滑膜组织和内脏器官的病理形态，并采用国际骨关节炎研究学会（OARSI）评分对骨关节炎软骨组织进行病理评价，计算透明软骨厚度与钙化软骨厚度比值，以对软骨侵袭程度进行系统量化，同时对滑膜炎进行评分。结果：体外实验中，与对照组相比，EV组小鼠软骨细胞的增殖能力和细胞活力的差异无统计学意义（P均>0.05）。与IL-1β组相比，EV组处理可以促进小鼠软骨细胞分化（P<0.01），促进Ⅱ型胶原α1基因表达（P<0.05），抑制基质金属蛋白酶13、白细胞介素-1(IL-1)、白细胞介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子α基因表达（P均<0.05），降低细胞内活性氧水平（P<0.001），抑制细胞凋亡（P<0.01）；与EV组相比，SOD3-EV组处理效果更显著（P均<0.05）。体内实验中，与骨关节炎组相比，EV组小鼠膝关节软骨恢复稳态，软骨基质中番红O-固绿和甲苯胺蓝着色增加，OARSI评分降低（P<0.01），透明软骨厚度/钙化软骨厚度增加（P<0.01）；与EV组相比，SOD3-EV组小鼠的关节软骨修复效果更显著（P均<0.05）。与骨关节炎组相比，EV组小鼠滑膜炎症表型减轻、滑膜炎评分降低（P均<0.05）；与EV组相比，SOD3-EV组效果更显著（P均<0.05）。各组小鼠的主要内脏器官均未出现形态异常或细胞异常。结论：小鼠软骨细胞来源SOD3功能化EV可以有效延缓骨关节炎的进展。
关键词：骨关节炎;;细胞外囊泡;;超氧化物歧化酶3;;软骨细胞;;抗氧化
基金资助：国家自然科学基金面上项目（82072442、82272494）
