告别骨关节炎疼痛困扰!ACS Nano:微藻细胞外囊泡联合大黄酸水凝胶可调节能量代谢、缓解炎症,为骨关节炎的临床治疗开辟新路径 |
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告别骨关节炎疼痛困扰!ACS Nano:微藻细胞外囊泡联合大黄酸水凝胶可调节能量代谢、缓解炎症,为骨关节炎的临床治疗开辟新路径
来源:100医药网 2025-03-06 09:48
研究发现,由钝顶螺旋藻细胞外囊泡与大黄酸水凝胶组成的复合体系,能有效调节能量代谢、减轻炎症,在骨关节炎小鼠模型中显著延缓疾病进展,且生物安全性良好,为骨关节炎治疗提供了新策略。在日常生活中,您或身边的人是否曾被关节疼痛所困扰?尤其是中老年人,上下楼梯时膝关节的酸痛、阴雨天关节的不适感,都可能是骨(Osteoarthritis,OA)在作祟。OA作为一种常见的退行性关节疾病,严重影响着患者的。目前,OA的治疗手段有限,常规的手术和药物治疗不仅存在副作用,且效果难以令人满意。
近期,ACS Nano杂志上发表了一项极具突破性的研究Microalgae-Derived Extracellular Vesicles Synergize with Herbal Hydrogel for Energy Homeostasis in Osteoarthritis Treatment。该研究为OA的治疗开辟了新方向,有望给众多患者带来新希望。
OA的病理过程十分复杂,涉及炎症反应、氧化应激、软骨细胞凋亡以及能量代谢紊乱等多个方面。其中,能量代谢失衡在OA的发展中起着关键作用,会导致关节软骨的加速退化。此前研究发现,天然来源的细胞外囊泡(EVs)和水凝胶药物递送系统在疾病治疗方面展现出独特优势。基于此,本研究团队开发出一种新型复合体系 由大黄酸(Rhein,Rh)水凝胶负载钝顶螺旋藻来源的细胞外囊泡(SP-EVs),即Rh Gel@SP-EVs,用于OA的治疗。
图 1:用于治疗骨关节炎的自组装微藻细胞外囊泡 / 大黄酸水凝胶
研究人员对SP-EVs进行深入分析后发现,其富含多种与细胞代谢和能量产生相关的生物活性物质,这意味着SP-EVs在调节能量代谢、促进关节软骨修复方面具有巨大潜力。而Rh水凝胶作为载体,不仅能有效负载SP-EVs,还具备pH响应性,在OA微环境的弱酸性条件下,可实现药物的缓慢、持续释放,从而延长药物作用时间,提高治疗效果。
细胞实验结果令人振奋。Rh Gel@SP-EVs展现出良好的生物相容性,几乎无细胞毒性,且SP-EVs能高效被软骨细胞摄取。更重要的是,它能显著降低细胞内ROS水平,减轻线粒体损伤,提升线粒体膜电位,促进ATP合成,有效改善细胞的能量代谢状态。同时,Rh Gel@SP-EVs还能调节炎症因子和代谢相关基因的表达,抑制炎症反应,促进软骨细胞外基质的合成,抑制其降解,维持软骨细胞的稳态。
图 2:Rh Gel@SP-EVs对ROS、线粒体和细胞能量代谢的保护作用
图 3:Rh Gel@SP-EVs对细胞外基合成代谢和分解代谢平衡调节的影响
在动物实验中,研究人员分别建立了DMM和MIA诱导的OA小鼠模型。实验结果表明,Rh Gel@SP-EVs能有效减轻小鼠关节疼痛,显著改善关节软骨和骨结构的损伤。通过微CT和组织学染色分析发现,其可减少软骨的降解,增加软骨厚度和GAG含量,降低OARSI评分,同时抑制炎症因子IL-6的表达,促进软骨合成相关蛋白COL II和ACAN的表达。而且,Rh Gel@SP-EVs在体内具有良好的生物安全性,对血液和组织均无明显不良影响。
总的来说,这项研究成功制备了Rh Gel@SP-EVs复合体系,它不仅能有效调节能量代谢、减轻炎症反应,还能促进软骨修复,延缓OA的进展。这种新型治疗策略将天然微藻来源的EVs与自组装大黄酸水凝胶相结合,为OA的治疗提供了一种安全、有效的新途径。虽然目前该研究成果还处于实验阶段,但相信在不久的将来,经过进一步的研究和优化,有望转化为临床应用,为广大骨关节炎患者带来切实的治疗方案,帮助他们摆脱病痛的折磨,重新恢复关节的健康与活力。(100yiyao.com)
参考文献:
Liang F, Zheng Y, Zhao C, et al. Microalgae-Derived Extracellular Vesicles Synergize with Herbal Hydrogel for Energy Homeostasis in Osteoarthritis Treatment.ACS Nano. Published online February 21, 2025. doi:10.1021/acsnano.4c1608
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