华中科技大学同济医学院附属协和医院 三级甲等 公立医院

2021年9月3日，协和医院骨科杨操教授团队在国际高水平期刊《ACSNano》（IF：15.88）上发表了题为“EngineeringExtracellularVesiclesRestoretheImpairedCellularUptakeandAttenuateIntervertebralDiscDegeneration”的研究论文，该项研究探索了干细胞来源外泌体在髓核细胞中的内吞机制及其在椎间盘退变治疗中的应用。椎间盘退变（intervertebraldiscdegeneration，IDD）是引起下腰痛的主要原因，开发IDD的有效治疗措施是椎间盘研究中的焦点内容。干细胞治疗是实现组织修复的重要手段之一。其中，细胞外囊泡（extracellularvesicles，EVs）可作为干细胞的替代治疗手段，在组织修复和再生中起重要作用段。本研究关注于间充质干细胞产生的小细胞外囊泡（或称外泌体），为大小50200纳米的双层膜囊泡，内含重要的RNA、蛋白及脂质分子，参与细胞间信息交流及对细胞功能的调控。

本项研究发现干细胞外泌体通过递送抗氧化蛋白可缓解髓核细胞焦亡，减缓细胞的损伤与退变。然而，细胞功能下降的髓核细胞对干细胞外泌体表现出较低的摄取效率，极大地影响着细胞外囊泡的治疗效率。进一步研究发现，凹陷蛋白相关蛋白2（Caveolaeassociatedprotein2，Cavin2)）在髓核细胞内吞外泌体的过程中发挥重要作用，Cavin2的丢失导致髓核细胞对外泌体内吞效率的降低。通过对母体干细胞改造，获得表达Cavin2的工程化外泌体，此类囊泡可有效恢复髓核细胞对外泌体的摄取效率，提升此类细胞外囊泡在椎间盘退变中的治疗效果。该研究探索了髓核细胞对干细胞来源外泌体的摄取机制，并设计了内吞性能优化型工程化外泌体用于椎间盘退变的治疗，为细胞外囊泡在椎间盘损伤修复领域中的应用提供新的思路。

协和医院杨操主任医师、李帅医师、华文彬医师为本文的共同通讯作者，课题组成员廖志伟博士、刘晖硕士、马良博士为本文的共同第一作者。

杨操教授带领的课题组近年来在椎间盘退变机制和再生修复，骨、软骨及椎间盘组织工程领域开展了大量的研究工作，获得1项科技部国家重点研发计划（高性能聚合物材料个性化仿生内植入物增材制造技术及临床应用研，1260万元，项目负责人）、1项国家自然科学基金重点项目（慢性炎症性椎间盘损伤机制及定制化外泌体干预策略研究，291万元，项目负责人），及10余项国家自然科学基金面上及青年项目，在MaterialsToday、ACSNano、AdvancedScience、Scienceadvances、Biomaterials等国际知名期刊发表相关SCI论文100余篇，并获得国家专利30余项。