凋亡小体作为凋亡细胞产生的细胞外囊泡，已被证实有助于信号转导和稳态调节，特别是在炎症相关疾病中。此外，凋亡小体可以在大规模生产中实现指数增长，这赋予了其在临床治疗中的独特优势。
此外，骨关节炎（
OA
）的现有治疗手段集中于关节内注射抗炎药、干细胞、细胞衍生的外来体、微小
RNA
或其它滑膜成分。然而，由于炎症环境会抑制干细胞活性或药物效率导致治疗效果不佳。当
OA
发生时，关节腔内会积聚中性粒细胞和炎性巨噬细胞，这些细胞会分泌趋化因子和炎性细胞因子，从而加剧炎症。目前已有研究表明，
T
细胞衍生的凋亡小体可以靶向炎症区域并调节巨噬细胞表型，这为
OA
的治疗提供了潜在支持。
基于此，来自华中科技大学的王江林教授、张胜民教授和郑州大学李小盟教授团队设计了一种载有工程化凋亡小体的可注射润滑微球，从生物物理润滑和生化炎症控制的方向延缓
OA
的进展。在上述治疗系统中，工程化的凋亡小体调节炎性微环境并促进软骨细胞的迁移与稳态恢复，润滑水凝胶微球为缓释载体，并有效地减少软骨表面的摩擦，恢复软骨应力。随后，工程化凋亡小体将逐渐释放，通过微球生物降解调节巨噬细胞，重塑软骨基质（图
1
）。
首先，研究者通过诱导氨基修饰的
Jurkat T
细胞凋亡，成功制备了工程化凋亡小体（
ABs-NH
2
）（图
2a
）。其表征结果证明，氨基成功地修饰在工程化
Jurkat T
细胞上，且接枝率高（图
2b
，
c
），凋亡小体（
AB
）和
ABs-NH
2
在形态、大小、膜蛋白等方面无明显差异（图
2d-g
）。
此外，研究者进一步验证工程化凋亡小体的抗炎功能。凋亡小体被
M1
巨噬细胞吞噬，调节
M1
巨噬细胞向
M2
表型转变（图
3a-c
）。此外，转录组测序结果证实，
AB
的调节途径与细胞周期和细胞衰老以及
p53
和
NF-κB
信号通路相关（图
3d
，
e
）。研究者进一步验证发现，
ABs-NH
2
可下调促炎基因，上调抗炎基因（图
3h−k
），
iNOS
表达降低，
Arg-1
表达升高（图
3l−n
）。这些结果表明，
AB
或
ABs-NH
2
能够介导巨噬细胞从
M1
表型转变成
M2
表型，并调控炎症微环境。
此外，与未修饰的
AB
相比，由于带负电荷的软骨与氨基之间的静电相互作用，
ABs-NH
2
对软骨表现出较高的亲和力（图
4a-c
）。同时，研究者利用猪膝关节软骨来验证工程化凋亡小体对软骨组织的亲和力（图
4d
，
e
）。结果表明，
ABs-NH
2
工程化凋亡小体在细胞和组织水平均表现出较强的亲和力。在凋亡小体的诱导下，炎症微环境中软骨细胞
COL II
和
OCN
的蛋白表达与正常微环境中的表达一致，表明软骨细胞表型得以维持，且没有凋亡小体介导的钙化形成（图
4f
，
i
）。
最后，研究者通过静电喷雾和紫外光交联制备
SAHM
、
L-SAHM
、
L-SAHM/AB
和
L-SAHM/NH
2
四种水凝胶微球（图
5a
）。通过对
PMPC
润滑涂层的均匀改性，
AB
和
ABs-NH
2
均均匀分布在水凝胶微球内部（图
5a-e
）。由于水凝胶微球的含水量高，海藻酸钠仅占前体溶液的
2 %
，冷冻干燥的水凝胶微球表面表现为粗糙且部分塌陷（图
5d
、
5c
）。润滑涂层的改性降低了水凝胶微球的摩擦系数（
COF
），并随时间延长保持稳定状态（图
5f-h
）。
研究者通过向关节腔内注射碘乙酸钠（
2
周），构建大鼠
OA
模型。此外，将水凝胶微球注入关节腔，并通过
X-ray
和
Micro-CT
分析骨关节炎治疗效果。结果表明，与润滑涂层修饰组的工程化凋亡小体在增强软骨重塑方面表现出显著的协同效率（图
6
）。
与此同时，体内组织学、免疫组织化学和免疫荧光分析结果也进一步证明，工程化凋亡小体和润滑水凝胶微球的组合在炎症调节和软骨修复中起双重作用，并最终延缓体内
OA
的进展（图
7
）。
综上所述，基于凋亡小体的特性，研究者设计了一种润滑水凝胶微球载体，包封工程化凋亡小体，从而实现逐步释放，通过将润滑水凝胶微球与细胞凋亡小体缓释相结合，可为
OA
的治疗提供有利条件。此外，润滑水凝胶微球还可在缓冲溶液或低粘度介质中起到增稠剂的作用，以减少摩擦。
本研究由来自华中科技大学的王江林教授、张胜民教授和郑州大学李小盟教授及其团队合作完成，并于
2024
年
10
月发表于
ASC Nano
。
文献信息
: Jia Chen
#
, Zihao Wang
#
, Shuaibing Liu, Ruiyue Zhao, Qi Chen, Xiaomeng Li*, Shengmin Zhang*, and Jianglin Wang*.
Lymphocyte-Derived Engineered Apoptotic Bodies with Inflammation Regulation and Cartilage Affinity for Osteoarthritis Therapy.
ACS Nano
2024.
18
(43): 30084-30098.
供稿：许梦平
审校：马进进
编辑：苏妍
