2025年4月8日，浙江大学医学院附属第一医院胡懿郃、谢杰团队在Bioactive Materials上发表了题为“Fused exosomal targeted therapy in periprosthetic osteolysis through regulation of bone metabolic homeostasis”的研究论文。

该研究基于外泌体的天然靶向性与多效调控特性，首次提出“双外泌体融合技术”，设计了一种具有协同功能的杂合外泌体系统（f-exo），通过整合两类功能互补的外泌体实现了对骨溶解病灶的靶向递送，精准调控了骨溶解区域的骨稳态微环境。

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研究背景

假体周围骨溶解（Particle-Induced Osteolysis, PIO）是人工关节置换术后中远期失败的主要原因，由假体磨损颗粒持续刺激局部组织引发异常骨代谢所致。

其核心病理特征表现为三重失衡态：破骨细胞过度激活（导致骨吸收增加）、成骨细胞功能抑制（阻碍骨再生）以及病理性血管新生障碍（加剧骨缺血坏死）。

现有临床干预手段（如双膦酸盐类药物或翻修手术）存在靶向性差、全身毒性与长期疗效不足等局限。

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研究内容

f-exo的构建与验证：超速离心法分离M2-exo（M2巨噬细胞来源）和USC-exo（尿液干细胞来源）。将两者按蛋白比例1:1共挤出，形成融合囊泡，通过纳米流式细胞术、FRET分析、WB、TEM、NTA、蛋白质组学等技术鉴定exo。

f-exo体外功能验证：通过茜素红、天狼猩红、碱性磷酸酶染色验证f-exo对BMSC成骨分化影响。通过F-actin、western blot、RT-qPCR等技术探究f-exo对破骨细胞的调节；通过划痕、Transwell、体外血管形成实验评估f-exo对HUVEC体外血管生成的调节作用。

f-exo体内靶向性与治疗效果：通过小动物活体成像监测了f-exo在体内的分布，Micro-CT、颅骨切片HE染色、TRAP染色、免疫荧光等技术探究抗骨溶解效果。

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研究结果

电镜显示f-exo呈完整盘状结构（典型外泌体形态），双荧光标记证实高效共定位（>80%融合率），蛋白组学证实双来源功能蛋白共存即f-exo同时保留M2-exo（ITGAM/ITGB2等靶向蛋白）和USC-exo（促血管/成骨蛋白）。

f-exo显著增强碱性磷酸酶（ALP）、钙结节（ARS）和胶原（Sirius红）表达，上调RUNX2/Sp7蛋白；TRAP阳性细胞减少，F-actin环结构破坏；下调NFATc1/TRAP/CTSK蛋白及MMP9/OSCAR mRNA；划痕、Transwell实验显示迁移能力增强，体外血管形成实验（Matrigel）分支、环状结构增多，上调CD31/EMCN/VEGF/HIF1α蛋白。

DIR标记活体成像结果显示f-exo在骨溶解区域荧光强度达USC-exo的5倍（36小时峰值），Micro-CT结果显示f-exo组骨体积分数（BV/TV）显著升高，骨表面积/体积（BS/BV）和孔隙率降低；H&E染色结果显示炎症细胞浸润减少，骨膜厚度下降，HE染色结果显示炎症细胞浸润减少，骨膜厚度下降；免疫荧光显示OCN（成骨）、CD31/EMCN（H型血管）表达增强。

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文章信息

Ma T, Liu Q, Zhang Z, et al. Fused exosomal targeted therapy in periprosthetic osteolysis through regulation of bone metabolic homeostasis. Bioact Mater. 2025;50:171-188. Published 2025 Apr 8. doi:10.1016/j.bioactmat.2025.04.006

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