高表达软骨调素1骨髓间充质干细胞来源外泌体促进骨关节炎软骨细胞的增殖

doi:10.12307/2023.754

中国组织工程研究 ›› 2023, Vol. 27 ›› Issue (33): 5277-5282.doi: 10.12307/2023.754

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高表达软骨调素1骨髓间充质干细胞来源外泌体促进骨关节炎软骨细胞的增殖

吴志文1，申恩谱1，李贝贝1，刘丹平1，綦惠2

1锦州医科大学附属第一医院，辽宁省锦州市 121000；2北京市创伤骨科研究所，北京积水潭医院，北京市 100035

收稿日期:2022-11-09 接受日期:2022-12-12 出版日期:2023-11-28 发布日期:2023-03-29
通讯作者: 刘丹平，博士，教授，主任医师，博士生导师，锦州医科大学附属第一医院，辽宁省锦州市 121000 綦惠，博士，副研究员，北京市创伤骨科研究所，北京积水潭医院，北京市 100035
作者简介:吴志文，男，1995年生，汉族，锦州医科大学在读硕士，主要从事软骨损伤方向研究。
基金资助:
国家自然科学基金项目(81572140)，项目负责人：刘丹平

Exosomes derived from bone marrow mesenchymal stem cells with chondromodulin-1 overexpression affect the proliferation of chondrocytes in osteoarthritis

Wu Zhiwen1, Shen Enpu1, Li Beibei1, Liu Danping1, Qi Hui2

1First Affiliated Hospital of Jinzhou Medical University, Jinzhou 121000, Liaoning Province, China; 2Beijing Institute of Trauma Orthopedics, Beijing Jishuitan Hospital, Beijing 100035, China

Received:2022-11-09 Accepted:2022-12-12 Online:2023-11-28 Published:2023-03-29
Contact: Liu Danping, MD, Professor, Chief physician, Doctoral supervisor, First Affiliated Hospital of Jinzhou Medical University, Jinzhou 121000, Liaoning Province, China Qi Hui, PhD, Assistant researcher, Beijing Institute of Trauma Orthopedics, Beijing Jishuitan Hospital, Beijing 100035, China
About author:Wu Zhiwen, Master candidate, First Affiliated Hospital of Jinzhou Medical University, Jinzhou 121000, Liaoning Province, China
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China, No. 81572140 (to LDP)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

软骨调素1慢病毒转染的骨髓间充质干细胞来源外泌体：提取自软骨调素1慢病毒转染的骨髓间充质干细胞，能够被骨关节炎软骨细胞摄取进入胞内，在胞内高度表达软骨调素1。
骨关节炎软骨细胞：由于炎症作用，软骨细胞表型发生改变，主要向肥大表性转化。

背景：软骨调素1(chondromodulin-1，Chm-1)在正常软骨中大量表达，具有抑制血管生成、阻止软骨细胞肥大、缓解骨关节炎发展的功能，在骨关节炎发生和发展中发挥着重要作用。
目的：探讨高表达Chm-1骨髓间充质干细胞来源外泌体对骨关节炎环境中软骨细胞增殖的影响。
方法：分离大鼠骨髓间充质干细胞并进行培养及鉴定；Chm-1慢病毒和空载慢病毒转染骨髓间充质干细胞，超高速离心法提取细胞培养上清液中外泌体(Chm-1-Exos和NC-Exos)。白细胞介素1β 作用软骨细胞24 h构建体外骨关节炎模型，随后分别用2种外泌体处理7 d，将PBS处理的骨关节炎软骨细胞作为对照组。共聚焦显微镜观察骨关节炎软骨细胞对外泌体的摄取情况；CCK-8评估各组骨关节炎软骨细胞增殖能力；Western blot检测2种外泌体中Chm-1的表达；Western blot和RT-qPCR方法分别检测各组骨关节炎软骨细胞中Ⅱ型胶原、SOX9、AGG蛋白和mRNA的表达。

结果与结论：①骨髓间充质干细胞呈典型纺锤状形态且具备三系分化能力；②带有绿色荧光的慢病毒成功转染骨髓间充质干细胞；③外泌体直径在40-150 nm之间，且均表达其特异性标志蛋白CD63、CD81、TSG101，能够被骨关节炎软骨细胞摄取；④相比于NC-Exos，Chm-1-Exos中Chm-1的表达更高(P < 0.05)；⑤NC-Exos和Chm-1-Exos分别作用骨关节炎软骨细胞24 h后，Chm-1-Exos组骨关节炎软骨细胞活性更强；⑥NC-Exos和Chm-1-Exos分别作用骨关节炎软骨细胞7 d后，Chm-1-Exos组的Ⅱ型胶原、SOX9、AGG蛋白和mRNA表达更高(P < 0.05)；⑦上述实验结果表明，Chm-1-Exos能够显著促进骨关节炎软骨细胞的增殖。

https://orcid.org/0000-0002-7233-6975 (吴志文)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

关键词: 骨关节炎, 骨髓间充质干细胞, 外泌体, 软骨细胞, Chm-1

Abstract: BACKGROUND: Chondromodulin-1 (Chm-1), which is highly expressed in normal cartilage, can inhibit angiogenesis, prevent chondrocyte hypertrophy and alleviate the development of osteoarthritis. Chm-1 plays an important role in the occurrence and development of osteoarthritis.
OBJECTIVE: To investigate the effect of exosomes (Exos) derived from bone marrow mesenchymal stem cells with high expression of Chm-1 on the proliferation of chondrocytes in osteoarthritis.
METHODS: Rat bone marrow mesenchymal stem cells were isolated, cultured and identified. Bone marrow mesenchymal stem cells were transfected with Chm-1 lentivirus and no-load lentivirus. NC-Exos and Chm-1-Exos in the supernatant of cell culture were extracted by ultra-high speed centrifugation. The model of osteoarthritis in vitro was established by treating chondrocytes with interleukin-1 β for 24 hours. Then osteoarthritis chondrocytes were treated with NC-Exos and Chm-1-Exos for 7 days, respectively, and PBS-treating osteoarthritis chondrocytes were used as a control group. The Exos uptake of osteoarthritis chondrocytes was observed by a confocal microscope. The proliferation of osteoarthritis chondrocytes was evaluated by CCK-8 assay. Expression levels of Chm-1 in NC-Exos and Chm-1-Exos were detected by western blot assay. The protein and mRNA expression levels of Col II, SOX9 and AGG in osteoarthritis chondrocytes were detected by western blot assay and RT-qPCR, respectively.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) Bone marrow mesenchymal stem cells showed a typical fusiform shape and had the ability to differentiate into three lines. (2) Lentivirus with green fluorescence was successfully transfected into bone marrow mesenchymal stem cells. (3) Exos, whose size was between 40-150 nm, could be absorbed by osteoarthritis chondrocytes and expressed their specific marker proteins CD63, CD81 and TSG101. (4) Compared with NC-Exos, Chm-1-Exos expressed higher proteins of Chm-1 (P < 0.05). (5) At 24 hours after treatment, compared with the NC-Exos group, the Chm-1-Exos group presented higher cell viability. (6) At 7 days after treatment, compared with the NC-Exos group, the Chm-1-Exos group showed higher protein and mRNA expression levels of Col II, SOX9 and AGG (P < 0.05). (7) The above experimental results have shown that Chm-1-Exos can promote the proliferation of osteoarthritis chondrocytes.

Key words: osteoarthritis, bone marrow mesenchymal stem cell, exosome, chondrocyte, Chm-1

中图分类号:

吴志文, 申恩谱, 李贝贝, 刘丹平, 綦惠. 高表达软骨调素1骨髓间充质干细胞来源外泌体促进骨关节炎软骨细胞的增殖[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(33): 5277-5282.

Wu Zhiwen, Shen Enpu, Li Beibei, Liu Danping, Qi Hui. Exosomes derived from bone marrow mesenchymal stem cells with chondromodulin-1 overexpression affect the proliferation of chondrocytes in osteoarthritis[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2023, 27(33): 5277-5282.

图/表（结果） 7

2.1 BMSCs的分离培养及鉴定结果普通光学显微镜下观察贴壁的BMSCs呈长梭形或纺锤状，见图1A。成骨诱导14 d后，茜素红染色可观察到多个红色钙结节，见图1B；成脂诱导21 d后，油红O染色可观察到细胞内有红色脂滴形成，见图1C；成软骨诱导21 d后，阿利新蓝染色可观察到细胞呈浅蓝色，见图1D。以上结果证明，分离提取出的细胞符合BMSCs的特征。

2.2 软骨细胞的分离培养及鉴定结果普通光学显微镜下观察贴壁的软骨细胞呈多角形、三角形或不规则的卵圆形，可见成簇生长现象，排列紧密为“铺路石”样，见图2A；阿利新蓝染色可见软骨细胞呈浅蓝色，见图2B；经细胞免疫化学染色可见细胞产生的Ⅱ型胶原被染成棕褐色，见图2C。以上结果显示，分离提取出的细胞符合软骨细胞的特征。

2.3 慢病毒转染效率经嘌呤霉素(1.5 ng/mL)筛选后使用共聚焦显微镜观察LV-NC-BMSCs组和LV-Chm-1-BMSCs组的转染效率，镜下显示大多数转染的BMSCs表达绿色荧光蛋白，表明转染过程比较成功，见图3。

2.4 BMSCs来源Exos的分离培养及鉴定结果透射电镜观察可见Exos呈圆形，见图4A；纳米粒径分析Exos直径在40-150 nm之间，见图4B；Western blot结果显示Exos特异标志物CD63、CD81、TSG101的表达呈阳性，Chm-1在Chm-1-Exos中高表达，见图4C。以上结果证实经过超速离心法提取的物质分别为NC-Exos和Chm-1-Exos。 2.5 软骨细胞摄取Exos情况 NC-Exos和Chm-1-Exos被DiI标记为红色，细胞核被DAPI标记为蓝色，细胞骨架被Phalloidin
标记为绿色，共聚焦显微镜下可见NC-Exos和Chm-1-Exos均可以被骨关节炎软骨细胞摄取并在细胞核周围区域聚集，见图4D。

2.6 Exos促进软骨细胞增殖 CCK-8检测结果显示，Chm-1-Exos干预24 h对骨关节炎软骨细胞的增殖有明显促进作用，见图5；Western blot结果表明，在骨关节炎软骨细胞培养皿中分别加入NC-Exos和Chm-1-Exos作用7 d后，Chm-1-Exos组Ⅱ型胶原、SOX9和AGG的蛋白表达明显增强，且其作用显著高于NC-Exos组(P < 0.05，n=3)，见图6。RT-qPCR结果表明，Chm-1-Exos组Ⅱ型胶原、SOX9和AGG的mRNA表达水平显著提高，且其作用显著强于NC-Exos组(P < 0.05，n=3)，见图7。

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引言

骨关节炎是一种关节退行性疾病，严重影响着患者的身体健康和生活质量。关节软骨缺乏血管、神经和淋巴组织，导致软骨损伤后自身修复能力较差，已成为骨关节炎发生和发展过程中重要的影响因素[1-2] 。目前临床上骨关节炎的治疗主要是以缓解疼痛、延缓病情发展为主，并没有有效的治疗方法促进损伤后软骨的再生修复[3-5]。因此，探索一种新的治疗手段来促进软骨再生修复对于骨关节炎的治疗具有重要意义。
间充质干细胞具有多向分化潜能，已被广泛应用于多种疾病的治疗[6-8]。骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs)作为髓腔来源的间充质干细胞，能够向软骨细胞分化并促进软骨细胞的增殖[6]。但是，以往研究表明BMSCs在应用过程中具有免疫排斥和致瘤的风险[9]。BMSCs主要依靠旁分泌机制发挥功能，该机制发挥作用的主要物质是外泌体(exosomes，Exos) [10]。BMSCs来源Exos作为一种微囊泡体，直径在40-150 nm之间，具有与BMSCs相似的促进软骨细胞增殖的功能，优势在于能够避免间充质干细胞治疗存在的问题[11]。同时，Exos作为一种良好的天然载体，已被广泛应用于基因和药学领域[12-17]。
软骨调素1(chondromodulin-1，Chm-1)参与调节软骨细胞增殖、分化和细胞稳态[18]。有报道称，敲除Chm-1基因可以直接限制异位软骨的再生，并抑制异位再生软骨的稳定性[19-21]。此外，Chm-1蛋白功能的丧失能够加速骨关节炎的进展，促进血管侵入关节软骨，并伴有软骨细胞的肥大[18-19，22]。该研究探讨Chm-1慢病毒转染BMSCs后提取的Exos对骨关节炎软骨细胞增殖的影响，分析其在骨关节炎软骨缺损治疗中的潜力，为骨关节炎软骨缺损修复提供新的思路。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

材料方法

1.1 设计体外细胞实验，组间均数比较采用单因素方差分析，两两比较采用t检验。
1.2 时间及地点实验于2021年9月至2022年10月在锦州医科大学附属第一医院辽宁省医学组织工程重点实验室完成。
1.3 材料
1.3.1 实验动物清洁级SD雄性大鼠20只，2周龄，体质量30-40 g，由锦州医科大学SPF级动物中心提供，用于骨髓间充质干细胞和软骨细胞的提取。
实验方案经锦州医科大学附属第一医院动物实验伦理委员会批准，批准号为：2021052001。实验过程遵循了国际兽医学编辑协会《关于动物伦理与福利的作者指南共识》和本地及国家法规。实验动物在麻醉下进行所有的手术，并尽一切努力最大限度地减少其疼痛、痛苦和死亡。
1.3.2 实验试剂 Chm-1慢病毒(合生生物科技有限公司，中国)；α-MEM培养基(Hyclone，美国)；DMEM/F12培养基(Hyclone，美国)；胎牛血清(Gibco，美国)；PBS(索莱宝，中国)；0.25%胰蛋白酶(Gibco，美国)；CCK-8试剂盒(赛维尔，中国)；CD9、CD63、CD81、Ⅱ型胶原、SOX9、AGG抗体(Santa Cruz，美国)；GAPDH、Chm-1抗体(赛默飞，美国)；DiI染料(Sigma-Aldrich，美国)；Hoechst 33342(碧云天，中国)；Phalloidin(赛默飞，美国)；总RNA提取试剂盒(TaKaRa，日本)；反转录试剂盒(TaKaRa，日本)。
1.3.3 实验仪器恒温细胞培养箱(海尔，中国)；台式微量超速离心机(赛默飞，美国)；HITACHI CP100WX超高速离心机(HITACHI，日本)；倒置荧光显微镜(Leica，德国)；普通光学显微镜(Leica，德国)；电泳仪(伯乐，美国)；qPCR反应仪(Eppendrof，德国)；Zetasizer Nano ZS纳米粒径分析仪(Malvern，英国)。
1.4 方法

1.4.1 BMSCs提取、培养及鉴定 SD大鼠吸入麻醉脱颈处死，分离完整的后肢，浸入体积分数为75%乙醇中消毒，超净台中剔除黏附于股骨和胫骨的软组织，暴露出骨髓腔，用α-MEM培养基反复冲洗髓腔，10 mL EP管收集冲洗液，细胞筛网去除其他组织，1 200 r/min离心3 min，留取沉淀，用含体积分数为10%胎牛血清的α-MEM培养基重悬，移入培养皿，37 ℃，体积分数为5%CO2恒温细胞孵育箱培养，密切观察细胞生长状态，待细胞融合度达80%-90%，用0.25%胰酶消化细胞，1∶2传代，第4代BMSCs用于后续实验。为了验证BMSCs具有良好的三系分化能力(成脂、成骨、成软骨分化)，将生长状态良好的1代BMSCs以3×105的细胞数接种于明胶包被的12孔板中，待细胞融合度达50%-60%时分别进行成脂、成骨、成软骨分化诱导，待融合度达80%-90%时分别进行油红O、茜素红、阿利新蓝染色并拍照记录[23]。

1.4.2 软骨细胞提取、培养、鉴定及体外骨关节炎模型建立分离出上述大鼠后肢股骨头、股骨下端和胫骨上端软骨组织，充分剪切至碎末状，用0.25%胰酶于37 ℃恒温摇床中消化30 min，
含体积分数为10%胎牛血清的DMEM/F12培养基终止消化，再用0.5 mg/mL的Ⅱ型胶原酶于37 ℃恒温摇床中消化4-6 h，用含体积分数为10%胎牛血清的DMEM/F12培养基终止消化，细胞筛网滤除软骨组织碎末，加入培养基收集至10 mL EP管中，1 200 r/min离心3 min，弃掉上清，用含体积分数为10%胎牛血清的DMEM/F12培养基重悬细胞沉淀，移入培养皿，于37 ℃，体积分数为5%CO2恒温细胞孵育箱培养，48 h后完全换液，观察细胞状态并继续培养，待细胞融合度达80%-90%时0.25%胰酶消化细胞，1∶2传代。将生长状态良好的第1代软骨细胞以3×105的细胞数接种于明胶包被的12孔板中，待融合度达80%-90%时利用阿利新蓝染色并拍照记录[24]。在生长状态良好的第2代软骨细胞培养皿中加入10 ng/mL白细胞介素1β诱导24 h，构建体外骨关节炎模型[25]。
1.4.3 慢病毒转染BMSCs 选取生长状态良好的第4代BMSCs进行常规培养，待细胞融合度达到50%-60%时，将感染复数(multiplicity of infection，MOI)值为100带有绿色荧光的LV-Chm-1和LV-NC加入到培养皿中，感染24 h，去除含有病毒的培养基，更换为含体积分数为10%胎牛血清的α-MEM继续培养。感染48 h后，荧光显微镜镜下观察绿色荧光蛋白表达。利用嘌呤霉素(1.5 µg/mL)筛选出稳定转染的BMSCs细胞株，分别命名为Chm-1-BMSCs和NC-BMSCs。
1.4.4 Exos的提取及鉴定 Chm-1-BMSCs和NC-BMSCs每次换液时收集培养皿中培养基，按照超速离心法提取Exos，首先10 000×g离心30 min收集上清液，然后100 000×g离心2 h，弃掉上清液，0.22 μm滤器过滤，再次10 000×g离心2 h，留取沉淀，少量PBS重悬收集到较为纯净的Exos，-80 ℃保存备用。将Chm-1-BMSCs来源的Exos命名为Chm-1-Exos，NC-BMSCs来源的Exos命名为NC-Exos。
取5 μL Exos悬液在镍碳合金网上静置10 min后于室温风干箱风干，草酸铀负染液负染10 min，PBS洗膜5次，室温干燥后80 kV电压透射电镜下观察。纳米粒径分析仪跟踪分析检测Exos粒径；Western blot法检测Exos特异性蛋白CD63、CD81、TSG101的表达以及Chm-1-Exos和NC-Exos中Chm-1蛋白的表达。
1.4.5 骨关节炎软骨细胞摄取Exos 按照DiI使用说明书，用红色荧光染料DiI分别标记NC-Exos和Chm-1-Exos，2 000 r/min离心60 min，去除未结合的染料。将骨关节炎软骨细胞以1×105个接种于共聚焦培养皿中，待细胞贴壁后，将100 μg/mL DiI标记的NC-Exos和Chm-1-Exos分别加入培养皿中，于37 ℃，体积分数为5%CO2恒温孵育箱中孵育4 h，PBS轻轻冲洗培养皿3次，40 g/L多聚甲醛室温固定10 min，室温下使用Hoechst 33342染色细胞核，Phalloidin染色细胞骨架，共聚焦显微镜分别观察摄取NC-Exos和Chm-1-Exos情况并拍照记录。
1.4.6 骨关节炎软骨细胞活性检测将骨关节炎软骨细胞以1×104个接种于96孔板中，于37 ℃，体积分数为5%CO2恒温孵育箱中孵育。待细胞贴壁后，分别加入NC-Exos和Chm-1-Exos，将未加入Exos的孔作为对照，于37 ℃，体积分数为5% CO2恒温孵育箱中孵育24 h后，在96孔板中加入10 μL CCK-8溶液，于37 ℃，体积分数为5%CO2恒温孵育箱中孵育4 h，酶标仪检测450 nm波长下的吸光度值。
1.4.7 Western blot检测骨关节炎软骨细胞增殖相关蛋白表达收集用PBS、NC-Exos和Chm-1-Exos培养7 d的骨关节炎软骨细胞，加入细胞裂解液提取蛋白，4 ℃，12 000 r/min离心25 min，收集上清液，按照BCA蛋白定量试剂盒使用说明进行蛋白浓度测定，按样品体积20%加入蛋白上样缓冲液(5×)，干浴锅中加热10 min使蛋白变性，十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶(SDS-PAGE)电泳，120 V恒压电泳90 min，转膜60 min，含体积分数为10%胎牛血清白蛋白的封闭液封闭90 min，加入Ⅱ型胶原(1∶2 000)、SOX9(1∶2 000)、AGG(1∶2 000)和GAPDH(1∶2 000)一抗，4 ℃孵育过夜，第2天使用TBST洗膜3次，每次7 min，加入二抗室温孵育60 min，TBST洗膜3次，每次7 min，ECL化学发光底物试剂进行曝光显影，结果用Image J软件分析条带灰度值。

1.4.8 RT-qPCR检测骨关节炎软骨细胞增殖相关mRNA表达按照总RNA抽提试剂盒使用说明书分别提取PBS、NC-Exos和Chm-1-Exos培养7 d的骨关节炎软骨细胞总RNA，按照反转录试剂盒使用说明书合成cDNA。RT-qPCR分析各组Ⅱ型胶原、SOX9和AGG的mRNA表达，以GAPDH作为内参，用2-ΔΔCT法确定各基因的相对表达量。引物序列见表1。

1.5 主要观察指标 ①第1代BMSCs形态与鉴定；②第1代软骨细胞形态与鉴定；③Exos鉴定及软骨细胞摄取Exos能力；④Chm-1在NC-Exos和Chm-1-Exos中的表达；⑤Chm-1-Exos和NC-Exos对骨关节炎软骨细胞活性的影响；⑥Chm-1-Exos和NC-Exos对骨关节炎软骨细胞增殖过程中软骨相关蛋白及相关mRNA表达的影响。
1.6 统计学分析使用SPSS 20.0统计软件进行统计学分析，计量资料以x±s表示, 组间比较采用t检验，两组以上比较采用单因素方差分析。P < 0.05为差异有显著性意义。文章统计学方法已经通过锦州医科大学附属第一医院统计学专家审核。

讨论

越来越多的研究表明，关节软骨损伤后骨关节炎对软骨的损伤是不可逆的，在多种炎性因子引导作用下，关节内环境发生改变，如基质金属蛋白酶增多，导致软骨基质加速降解，软骨损伤进一步加重[26-28]。
许多研究证实BMSCs来源Exos能够促进软骨细胞增殖，但具体作用机制仍未有清晰报道[29]。越来越多的研究表明，相比于BMSCs，其产生并分泌的Exos没有引起免疫排斥反应和致瘤的风险，并具有BMSCs相似的功能[21，26-27]。已有的研究表明，BMSCs来源Exos可以促进软骨细胞增殖，并缓解骨关节炎[30]。通过加工修饰BMSCs来增强其产生的Exos的治疗潜能，可以更好地发挥其治疗效果[31-32]。将Exos作为良好的载体应用于疾病治疗的研究越来越多，且已取得不错的效果[33-36]。NIE等[37]实验表明，将miRNA-126装载在231-Exos(miRNA-231-Exos)能够通过中断PTEN/PI3K/AKT信号通路，强烈抑制A549肺癌细胞的增殖和迁移。XU等[38]研究表明，miR-326-BMSC-Exos可将miR-326传递到软骨细胞和软骨，通过靶向HDAC3和STAT1/NF-κB p65抑制软骨细胞的凋亡，改善骨关节炎。
Chm-1基因首次是从胎牛软骨中克隆出来，是一种25 kD的糖蛋白，在膝关节内半月板中大量表达，可以通过抑制内皮细胞增殖来维持内半月板的无血管性[18，39]。Chm-1 的mRNA在正常软骨中表达最丰富，且已被证实可以促进软骨细胞分化，并抑制血管生成[40-42]。研究表明Chm-1在正常软骨中大量表达，具有阻止软骨细胞肥大、缓解骨关节炎发展的功能，在骨关节炎发生和发展中发挥着重要作用。
该研究分析了Chm-1-Exos对骨关节炎软骨细胞增殖能力的影响，通过研究发现，相比于NC-Exos，Chm-1-Exos能够更好地促进骨关节炎软骨细胞的增殖。CCK-8结果表明Chm-1-Exos在短时间内就可以增强骨关节炎软骨细胞的活性，而NC-Exos在24 h内并未对骨关节炎软骨细胞活性产生影响；在NC-Exos和Chm-1-Exos作用于骨关节炎软骨细胞7 d后，Western blot结果发现NC-Exos组和Chm-1-Exos组的Ⅱ型胶原、SOX9和AGG蛋白表达均得到提高，但是Chm-1-Exos组的蛋白表达明显高于NC-Exos组；RT-qPCR结果与Western blot结果相一致，Chm-1-Exos组的Ⅱ型胶原、SOX9和AGG mRNA表达也显著增强。该实验结果表明，NC-Exos和Chm-1-Exos都可以促进骨关节炎软骨细胞的增殖，但Chm-1-Exos发挥效果明显更快。不难看出，Chm-1进一步提高了BMSCs来源Exos促进骨关节炎软骨细胞增殖的能力。
有研究表明Chm-1似乎受到NF-κB信号通路的调控，这与颞下颌关节病理性血管生成相关[43]。虽然体外实验证实了Chm-1-Exos可以促进骨关节炎软骨细胞增殖，但是Chm-1-Exos对骨关节炎软骨细胞增殖的潜在作用机制还有必要进一步研究Chm-1的特异性受体，并确定细胞类型依赖的信号通路激活的后续效应。虽然在体外实验中证实了Chm-1-Exos对骨关节炎软骨细胞增殖的作用，但关节内环境更加复杂，Chm-1-Exos在体内实验中是否也能发挥同样的作用需要进行进一步的验证。该研究为骨关节炎软骨损伤的修复提供新的思路和理论基础。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

高表达软骨调素1骨髓间充质干细胞来源外泌体促进骨关节炎软骨细胞的增殖

Exosomes derived from bone marrow mesenchymal stem cells with chondromodulin-1 overexpression affect the proliferation of chondrocytes in osteoarthritis

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