间充质干细胞来源微囊泡抑制临床前类风湿性关节炎小鼠模型疾病进展

《Frontiers in Immunology》:MSC-derived microvesicles inhibit the progression of arthritis in a murine model of preclinical rheumatoid arthritis

【字体: 时间:2026年02月11日 来源:Frontiers in Immunology 5.9

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  本文创新性建立模拟人类Pre-RA病理特征的Pre-CIA小鼠模型,证实MSC-MVs通过调节T细胞亚群平衡(Th1/Th2、Th17/Treg)、降低促炎因子(IL-1β、TNF-α、IL-6)和自身抗体(抗CCP、抗CII)水平,有效阻止关节炎进展,为RA早期干预提供新型治疗策略。

  
研究背景与意义
类风湿性关节炎(Rheumatoid Arthritis, RA)作为一种慢性系统性自身免疫疾病,以侵蚀性关节炎为主要特征,全球患病率达0.5%-1%。其发病涉及遗传易感性、环境因素及免疫失调等多重机制,表现为滑膜增生、炎性细胞因子异常分泌及T/B细胞过度活化。欧洲抗风湿病联盟(EULAR)于2012年提出临床前类风湿性关节炎(Preclinical RA, Pre-RA)概念,将其定义为典型RA症状出现前的关键阶段。在Pre-RA阶段,自身免疫异常已开始活跃,如抗瓜氨酸化蛋白抗体(ACPAs)可在RA确诊前十余年检出,这为早期诊断和干预提供重要窗口。然而,由于伦理考量及传统药物的不良反应,目前尚未建立针对Pre-RA阶段的治疗策略。因此,开发能够模拟Pre-RA特征的动物模型,并寻找安全有效的早期干预手段成为当务之急。
Pre-CIA小鼠模型的建立与验证
本研究通过调整经典胶原诱导性关节炎(Collagen-Induced Arthritis, CIA)模型的诱导方案,成功构建了Pre-CIA小鼠模型。该模型采用低浓度II型胶原(CII,1-2 mg/mL)和低剂量结核分枝杆菌(1-2 mg/mL)乳化液,于第0天和第21天在小鼠尾基部进行皮下注射。与标准CIA模型(关节炎发生率95.45%)相比,Pre-CIA模型关节炎发生率显著降低至59.09%,且关节炎评分(CIA score)始终低于4分,呈现轻度关节炎特征。Micro-CT扫描显示Pre-CIA小鼠出现轻度骨小梁丢失和关节表面侵蚀,但破坏程度显著低于CIA组。组织病理学检查(H&E染色和萨弗拉辛O-固绿染色)进一步证实Pre-CIA小鼠存在中度滑膜增生、软骨蛋白多糖丢失及骨侵蚀,但关节整体结构保持相对完整。
免疫学与血清学特征分析
血清学检测发现Pre-CIA小鼠促炎细胞因子(IL-1β、TNF-α、IL-6、IL-17A、CRP)水平显著升高,而抗炎因子IL-10水平下降。同时,RA特异性自身抗体(抗CCP、抗CII)滴度明显上调,但均低于CIA组。流式细胞术分析显示Pre-CIA小鼠存在系统性免疫失衡:调节性T细胞(Treg)和Th2细胞比例降低,而Th1、Th17和滤泡辅助T细胞(Tfh)比例升高,呈现Th1/Th2和Th17/Treg平衡破坏。这些免疫特征与人类Pre-RA的免疫异常高度吻合。
LPS诱导疾病进展的验证
为模拟环境因素触发的疾病进展,研究者在第30天对Pre-CIA小鼠腹腔注射脂多糖(LPS,25-50 μg)。结果显示,LPS注射后24-48小时内,Pre-CIA小鼠关节炎评分迅速升高至CIA水平,关节肿胀明显加剧,Micro-CT显示关节破坏显著加重。这一“二次打击”实验证实Pre-CIA模型具有向典型CIA进展的潜力,与临床中Pre-RA患者在某些诱因下发展为典型RA的过程相似。
MSC-MVs的治疗作用及机制
研究者从人间充质干细胞(MSCs)培养上清中通过差速离心法提取微囊泡(MVs),经纳米颗粒跟踪分析和透射电镜鉴定其粒径为100-1000 nm。在Pre-CIA模型建立后(第21天起),每周静脉注射108个MVs,连续4周。活体荧光成像显示DiI标记的MVs在关节部位富集。治疗结果显示,MVs处理组关节炎评分降至零,体重逐渐恢复,关节肿胀完全消退。Micro-CT和病理学分析表明MVs治疗显著保护了骨小梁结构,减轻了滑膜增生和软骨破坏。ELISA检测发现血清抗CII抗体和CRP水平显著降低。流式细胞术进一步揭示MVs恢复了免疫平衡:Tfh和Th1细胞比例下降,Treg和Th2细胞比例上升,Th17细胞比例降低。
研究结论与临床意义
本研究成功建立的Pre-CIA小鼠模型较好地模拟了人类Pre-RA的免疫病理特征,为研究RA早期发病机制和干预策略提供了可靠平台。MSC-MVs通过调节免疫平衡、减轻炎症反应和保护关节结构,有效阻止了Pre-CIA向CIA的进展。这一发现不仅深化了对RA早期事件的理解,也为开发针对Pre-RA的安全有效的预防性治疗策略提供了新思路,具有重要的临床转化价值。
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