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巨噬细胞来源的小细胞外囊泡在骨相关疾病中的骨免疫相互作用及治疗潜力

 

Authors Liu N, Dong J, Li L, Liu F 

Received 30 December 2022

Accepted for publication 19 April 2023

Published 26 April 2023 Volume 2023:18 Pages 2163—2180

DOI https://doi.org/10.2147/IJN.S403192

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Editor who approved publication: Prof. Dr. Anderson Oliveira Lobo

摘要:由于全球人口老龄化,骨相关疾病的负担急剧增加。巨噬细胞作为免疫应答先行者,在维持骨稳态和骨重建方面发挥重要作用。小细胞外囊泡参与细胞间通讯并可作为药物传递系统而受到越来越多的关注。本文概述了巨噬细胞小细胞外囊泡在各种骨骼疾病及药物递送中的应用及其机制,为人类骨骼疾病的治疗和诊断提供新的思路。

巨噬细胞在机体内广泛分布,具有高度可塑性和异质性,功能通常与其分泌的小细胞外囊泡和小细胞外囊泡携带的 microRNA 有关。巨噬细胞通过内吞作用产生小细胞外囊泡,释放到细胞外,携带生物活性成分作用于靶细胞,参与细胞间的信号传导,在不同的生物学过程中发挥关键作用。

根据微环境刺激的不同,巨噬细胞可由非极化 (M0) 表型转变为极化的 M1 和 M2 状态,M2 型巨噬细胞可进一步分为4个亚型。小细胞外囊泡作为细胞间重要的通讯媒介,可通过旁分泌传递各种生物活性物质调控骨代谢,小细胞外囊泡作为内源性递送载体,具有良好的生物相容性、低细胞毒性和免疫惰性,是理想的药物输送系统。

来自不同巨噬细胞亚型的小细胞外囊泡具有不同的功能。

M1 极化巨噬细胞产生的小细胞外囊泡携带丰富的 microRNA,主要作用于成骨分化,在骨诱导和骨再生的早期阶段发挥重要作用。装载含 IL-4 小细胞外囊泡的 M1 型巨噬细胞可以发挥抗炎作用,在类风湿性关节炎治疗中发挥重要作用。

M2 极化巨噬细胞产生的小细胞外囊泡具有促成骨分化、抗炎作用,肌腱损伤修复作用。同时,小细胞外囊泡可装载多种抗炎因子,发挥抗炎反应,在骨关节炎等炎症性骨病的治疗中发挥重要作用。

总之,巨噬细胞小细胞外囊泡通过调控骨代谢、血管生成、细胞增殖迁移、分化、免疫应答、炎症因子等在骨科疾病发病机制中发挥重要作用。它们参与多种与骨稳态相关的途径,并可作为药物载体。在未来生物技术的发展中,巨噬细胞小细胞外囊泡在医疗的各个方面都具有巨大的治疗潜力。
Keywords: small extracellular vesicles, macrophage, crosstalk, drug delivery, bone homeostasis