2.1   骨关节炎的病理变化   骨关节炎常表现为关节软骨、软骨下骨、滑膜和滑液的形态和功能的改变。衰老、创伤、肥胖、劳损和遗传等均可能引发骨关节炎，见图3。"

2.1.1   软骨退变   骨性关节炎最早期的病理改变即发生在关节软骨。关节软骨是一种特殊的组织，无血管和淋巴以及神经支配，主要由软骨细胞和细胞外基质组成，细胞较少而基质丰富。软骨细胞外基质的基本成分主要有胶原蛋白、纤连蛋白和层粘连蛋白、糖胺聚糖和生物活性生长因子等，其不仅能维持软骨细胞的生存环境，对软骨细胞起支撑和营养作用，同时还可作为软骨细胞与外界进行信号交换的场所，对维持软骨细胞稳态具有重要作用。 研究发现，骨性关节炎发生后软骨细胞大量凋亡，主要是由于关节损伤部位的基质成分丢失及基质结构破坏，阻碍了软骨细胞的正常代谢功能，使软骨受损范围及深度逐渐扩大，最终关节软骨全层受损。关节软骨破坏的病理过程中有多种炎性递质参与软骨基质降解。肿瘤坏死因子α是公认的一种参与免疫及炎症反应的细胞因子，与白细胞介素1、白细胞介素6及白细胞介素8一起被认为是前炎性细胞因子，而关节软骨持续的炎症反应是造成关节软骨损伤的主要原因。人们认为肿瘤坏死因子α通过触发免疫反应、增加或减少其他炎性细胞因子的产生，在复杂的免疫网络中发挥“主调节剂”的作用[4]。体外实验证实，白细胞介素1及肿瘤坏死因子α促进白细胞介素6合成，同时白细胞介素6也促进白细胞介素1的表达。这些炎症递质的相互作用导致关节软骨加速破坏，同时白细胞介素1与白细胞介素6共同促进前列腺素、一氧化氮及环氧合酶合成，导致关节疼痛和肿胀[5]。白细胞介素1β和肿瘤坏死因子α可以通过核转录因子κB依赖性上调原代关节软骨细胞中ASIC1a的表达来增强酸中毒诱导的细胞毒性[6]。白细胞介素6被认为是炎症反应中生物效应的放大因子，其作为核因子κB受体活化因子配体(receptor activator of nuclear factor-κ B ligand，RANKL)表达的受体激活剂，激活黏附分子，将白细胞募集到骨关节处，破坏细胞外基质[7]。关节软骨促炎细胞因子水平与骨关节的发生和发展密切相关。 基质金属蛋白酶是水解细胞外基质的一种蛋白水解酶，在研究骨关节炎软骨破坏的机制中，基质金属蛋白酶被认为是软骨细胞外基质降解的主要酶[8]。基质金属蛋白酶13是促使细胞外基质降解的主要酶，它能不可逆地降解Ⅱ型胶原，从而造成关节软骨的破坏[9]。基质金属蛋白酶3可受到多种因素的影响，如白细胞介素1β、肿瘤坏死因子α、Runt核转录因子2可以诱导基质金属蛋白酶3的表达[10-11]。基质金属蛋白酶13启动子区域的低甲基化也会诱导其表达，但可以通过抑制组蛋白乙酰化来降低其表达[12]。蛋白聚糖降解率的提高对于骨关节炎的软骨破坏至关重要。最近发现，基质金属蛋白酶17与聚蛋白多糖酶4的激活有关[13]。聚蛋白多糖酶在骨关节炎病变过程中起重要作用，免疫组化结果发现聚蛋白多糖酶4在磨损的关节软骨中高表达，白细胞介素1能够使骨关节炎软骨的聚蛋白多糖酶4 mRNA表达上调，加速软骨破坏，对此酶的抑制不仅有可能防止骨关节炎的发生，而且有可能控制骨关节炎的进展[14-15]。另外，研究发现关节失稳后出现的异常机械摩擦力也是聚蛋白多糖酶活性上调的原因之一，维护关节的稳定性并同时控制炎症因子白细胞介素1的活性才能更好地阻止骨关节炎的发生和发展[16]。 2.1.2   软骨下骨质病变   软骨下骨位于软骨下方，包括关节软骨的钙化层(软骨下骨板)和一层薄薄的骨皮质层(骨小梁)。软骨下骨板将松质骨及关节软骨分隔开，可以为关节软骨提供坚硬的支撑，还具有维持关节弹性及减震作用。很多研究发现，软骨下骨在骨关节炎进程中起着重要的作用，骨关节炎早期或进展阶段，软骨下骨的骨改建活跃，骨转换增强导致骨体积增加，骨矿物质密度降低[17]。而骨关节炎晚期阶段，骨转换减少，骨吸收减弱，而骨形成相对增加，影像学上表现为软骨下骨板骨质硬化[18]，导致载荷传导发生了变化，使力学刚度下降，丧失了保护上方关节软骨的作用[19]。研究证明来自骨关节炎硬化骨组织的间充质干细胞/骨祖细胞也具有低矿化表型[20]。因此，软骨下骨板的硬化、软骨下松质骨的骨量丢失以及骨矿含量的下降都是骨关节炎病变的起始因素[21]。 2.1.3    滑膜病变   滑膜的炎症在骨关节炎中起重要作用，可能是骨关节炎的超早期表现，滑膜炎症和滑膜相关的炎性递质和细胞因子、蛋白诱导关节软骨的降解和破坏，促进了骨关节炎的发展。滑膜炎的特征在于成纤维细胞样滑膜细胞的增殖和巨噬细胞募集，导致滑膜内层增生和增厚，增生增厚的滑膜会分泌过多液体造成关节疼痛及关节肿胀等症状。研究表明，滑膜成纤维细胞表达白细胞介素6，这是一种与骨关节炎疼痛和放射学进展独立相关的细胞因子[22-23]，但位于滑膜亚层的 CD34+CD90+成纤维细胞表达的白细胞介素6比滑膜内层中的 CD34-CD90-成纤维细胞要多得多[24]。其他促炎细胞因子，包括 白细胞介素1β、白细胞介素2、白细胞介素6、白细胞介素8、白细胞介素12、干扰素γ和肿瘤坏死因子α在骨关节炎患者滑液中也显著升高。还有研究表明，骨关节炎发病可能与滑膜内特异表达的基因诱导细胞外基质的降解有关，基质金属蛋白酶1和基质金属蛋白酶9可能是用于治疗骨关节炎的有效分子靶标[25]。 在膝骨关节炎患者的滑液中，白细胞介素18与前列腺素E2水平密切相关[26]。前列腺素E2被认为是骨关节炎性疼痛的主要原因，前列腺素E2参与增强由促炎细胞因子诱导的聚集蛋白聚糖酶和基质金属蛋白酶13的产生。骨关节炎滑膜中，白细胞介素18促进软骨细胞增殖和环氧合酶2、诱导型一氧化氮合酶和基质金属蛋白酶的表达，并促进白细胞介素6的产生，进一步支持促分解代谢环境。与健康对照组相比，骨关节炎患者的补体因子在涉及骨关节炎的主要组织(包括软骨、骨和滑膜)中高度表达[27-28]。此外，与健康供体相比，骨关节炎患者滑膜中补体效应物的表达更高。此外，C5和C6缺乏对骨关节炎动物模型中滑膜炎和软骨损伤的发展具有保护作用，并且补体激活与细胞外基质降解蛋白和炎症递质的产生增加有关[27]。这些数据表明补体激活不仅在滑膜炎中而且在骨关节炎的发展和进展中都起作用，因此它可能代表一个潜在的治疗靶点。 因此，骨关节炎是以关节结构的病理变化为主要特征，包括软骨侵蚀、滑膜炎症和软骨下硬化伴骨赘形成，主要由多种致病因素触发关节软骨正常内稳态丧失和结构变化导致的。深入了解骨性关节炎的发病机制和致病介质，能够为骨关节炎的预防、诊断和治疗提供重要依据。 2.2   免疫细胞在骨关节炎修复中的作用   研究发现参与骨关节炎修复的免疫细胞主要包括巨噬细胞、T细胞、B细胞、自然杀伤细胞和树突状细胞等[29]，以下主要对这几种细胞进行探讨。 2.2.1   巨噬细胞   受微环境刺激，巨噬细胞可极化成M1型巨噬细胞和M2型巨噬细胞，发挥不同的生理作用[30]，见图4。"

干扰素γ在自然杀伤细胞和Th1细胞活化后释放，将浸润的巨噬细胞极化为M1型巨噬细胞[31]。干扰素γ、脂多糖和晚期糖基化终产物可定向诱导巨噬细胞向M1型巨噬细胞分化，通过激活Toll样受体信号通路，分泌一系列促炎细胞因子和趋化因子，触发各种免疫反应，包括杀死病原体和引发炎症，最后通过级联反应，进一步促进炎症的发展。M1型巨噬细胞表面的模式识别受体和Toll 样受体可识别关节腔内的损伤相关分子模式，从而激活下游炎症信号通路，如核转录因子κB 信号通路，诱导释放大量的促炎细胞因子；另一方面，M1型巨噬细胞还可以诱导一氧化氮的产生，并表达高水平的共刺激分子(如CD80和CD86)和组织相容性复合物分子，对初始T细胞活化起重要作用。 研究表明，来源于M1型巨噬细胞的炎性细胞因子不仅诱导软骨细胞破坏，而且通过促进蛋白水解酶的产生来抑制Ⅱ型胶原和蛋白聚糖合成，是骨软骨修复的主要障碍[32]。研究表明，mTORC1通过驱动M1型巨噬细胞的极化来促进肥大软骨细胞的发育和成熟[33]。M1型巨噬细胞分泌的炎性因子不仅促进软骨细胞向肥大软骨细胞分化，还能通过诱导关节软骨细胞终末分化，降解基质蛋白多糖和关节软骨[34]。FAHY等[35]研究发现M1型巨噬细胞分泌的促炎因子能诱导软骨细胞退化，主要表现为下调Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖的合成。总之，M1型巨噬细胞不利于软骨修复。 巨噬细胞能够被Th2细胞释放的白细胞介素4和白细胞介素13等诱导活化形成M2型巨噬细胞[36]。然后，M2型巨噬细胞可以产生并释放大量的抗炎细胞因子、免疫抑制因子和促进软骨分化的细胞因子，如白细胞介素10和转化生长因子β，在减少炎症反应和促进软骨修复方面发挥重要作用[37-39]，血管内皮生长因子在促进基质成分胶原和糖胺多糖合成方面发挥重要作用，从而促进组织再生。HU等[40]研究证明槲皮素通过抑制软骨细胞凋亡、调节滑膜巨噬细胞向M2巨噬细胞的极化，为软骨细胞创造促软骨修复环境而发挥软骨保护作用。SESIA等[41]研究发现M2型巨噬细胞和骨髓间充质干细胞共培养能促进骨髓间充质干细胞成软骨分化。DAI等[42]研究表明M2型巨噬细胞通过分泌转化生长因子β1和转化生长因子β3促进软骨的修复。另外白细胞介素10不仅具有抗炎作用，近期研究表明白细胞介素10促进成软骨分化的能力也很强。这些结果表明，M2型巨噬细胞通过分泌多种细胞因子促进组织的修复，是组织再生和修复的关键细胞。 一项对来自两个不同队列的184例膝骨关节炎患者的研究发现，滑液中巨噬细胞标记物CD14和CD163水平与骨赘严重程度相关，而滑液CD14和血清CD163水平与关节间隙狭窄的严重程度相关，滑液和血清中的CD14水平与膝关节症状的严重程度相关[43]。滑液中CD11c+与 CD206+巨噬细胞或CD86+与CD163+巨噬细胞的比率与KL分级和患者膝骨关节炎的严重程度相关[44]。骨关节炎滑膜中的促炎巨噬细胞显示基质金属蛋白酶(包括基质金属蛋白酶1、基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶13和基质金属蛋白酶9)、聚集蛋白聚糖酶(包括ADAMTS4和ADAMTS5)和环氧合酶2上调，导致关节退化[45]。CD68+巨噬细胞还通过吞噬胶原蛋白片段并将其呈递给CD4+T细胞，从而导致关节Ⅱ型胶原蛋白的丢失[46]。表1列出了可用于识别巨噬细胞的标志物。"

抗炎巨噬细胞还表达甘露糖受体MRC1和MRC2，它们与胶原蛋白结合并促进其内化和溶酶体降解，恢复了关节中的细胞外基质稳态并改善了软骨破坏[47]。重要的是，Ⅱ型胶原蛋白有助于维持巨噬细胞中抗炎基因以及促软骨细胞因子的表达[48]。 巨噬细胞表型研究还确定了替代激活的巨噬细胞亚群(既不富含促炎标志物也不富含抗炎标志物的巨噬细胞)，它们更有可能参与炎症的愈合[49]。事实上，骨关节炎滑膜巨噬细胞并不完全符合与经典促炎或抗炎表型相对应的表面标志物表达谱[50]，scRNA-seq研究检测到骨关节炎滑膜中有异质巨噬细胞类型，包括免疫调节(表达SEPP1，FOLR2，STAB1，TXNIP和CD169)和促炎(表达CCL3，CCL4，白细胞介素1β和肿瘤坏死因子)巨噬细胞亚群。这种与典型的促炎或抗炎表型不一致的免疫调节群体表现出的基因表达谱表明吞噬活性和免疫抑制活性增强。 由于巨噬细胞的动态平衡在疾病发展过程中的重要性，巨噬细胞已经成为骨关节炎病理机制和治疗策略的研究热点。需要更好地了解巨噬细胞亚群及其在骨关节炎中的作用，病理性巨噬细胞亚群的鉴定可能为减少滑膜炎和组织损伤提供一个很好的机会。 2.2.2   树突状细胞   树突状细胞是人体中具有较强的处理、加工抗原信息的细胞，因为这种细胞成熟时会有很多伪足，像树突一样，故称为树突状细胞。树突状细胞是目前所知抗原提呈功能最强的抗原提呈细胞，它的数量和活性状态会直接影响免疫应答过程，人体内大部分树突状细胞处于非成熟状态，表达低水平的共刺激因子和黏附因子，体外激发同种混合淋巴细胞增殖反应的能力较低，未成熟树突状细胞不仅可以促进Treg细胞增殖，还可以通过分泌白细胞介素10促进间充质干细胞向软骨细胞分化，有助于软骨修复[51]。研究发现，一旦Toll样受体被病原相关分子模式刺激，未成熟树突状细胞历经一个快速的成熟过程，成熟树突状细胞快速失去细胞内吞活性，上调细胞表面MHC分子及共刺激分子的表达，分泌炎症因子，加重滑膜炎并促进软骨退化[52-55]。此外，成熟树突状细胞激活Th1和Th17细胞，分泌促炎因子，促进软骨退化[56-57]。 2.2.3   自然杀伤(NK)细胞   NK细胞是一种天然的效应淋巴细胞，它能介导对应激、恶性和病毒感染细胞的有效免疫反应。与B细胞和T细胞相比，它们可以立即起作用，不需要任何启动或抗原呈递。NK细胞通过释放细胞因子和趋化因子以及与其他免疫细胞的相互作用发挥调节作用。最近关于膝骨关节炎危险因素的研究表明，滑膜炎可能是膝骨关节炎的独立病因素，也是影响膝骨关节炎发病和进展的独立驱动因素[58]。 NK细胞是骨关节炎患者增生滑膜的主要免疫细胞亚群之一，在骨关节炎的发生和发展中起着至关重要的作用[59]。NK细胞表面标志的特异性是相对的，常用检测NK细胞的标记有CD16，CD56，CD57，CD59，CD11b，CD94和LAK-1。彭志伟[60]通过CD16，CD56分子的表达将NK细胞分为CD16+CD56+NK细胞和CD16-CD56+NK细胞两种类型，CD16+CD56+NK细胞可以对靶细胞发挥非特异杀伤效应，具备更强的细胞毒活性，而CD16-CD56+NK细胞在单核细胞激活后产生非常丰富的趋化因子的作用，但不具备抗体依赖性细胞介导的细胞毒性作用。膝骨关节炎患者外周血中CD16+CD56+NK细胞比例明显高于对照组，而CD16-CD56+NK细胞无明显变化，说明外周血中NK细胞的主要亚群是以杀伤功能为主的CD16+CD56+NK细胞 ，并认为NK细胞在膝骨关节炎中的作用可能与VLA家族的黏附作用有关[57]。有研究表明，CD16-CD56+NK细胞在白细胞介素2的作用下可以向CD16+CD56+NK细胞转化[61]，推测关节损伤后引发白细胞趋化，释放白细胞介素2，促使CD16-CD56+NK细胞向CD16+CD56+NK细胞转化，对关节内结构细胞组织杀伤增强，引发并加剧了关节结构的退变。 2.2.4   T细胞   T细胞通过分泌细胞因子和生长因子促进细胞外基质降解和重塑[62]。骨关节炎患者滑液中的T细胞数量显著增加。此外，滑膜尤其是血管周围有明显的T细胞(主要是CD4+T细胞)浸润[63]。抗原活化的CD4+T细胞分为4种亚型：Th1，Th2，Th17和Tregs。Th1主要分泌白细胞介素2、干扰素γ和肿瘤坏死因子α，主要介导细胞免疫应答，促进细胞毒T细胞(CTL)的杀伤作用，激活巨噬细胞杀灭细胞内病原体(包括病毒和细菌)等。Th2细胞主要分泌白细胞介素4、白细胞介素5、白细胞介素6、白细胞介素10和白细胞介素13，主要调节体液免疫反应，也参与B细胞的活化。巨噬细胞和树突状细胞分泌细胞因子如白细胞介素4，通过各种途径促进Th2细胞分化[64]。 此外，Th17产生白细胞介素17，白细胞介素17是一种炎性细胞因子，已发现其作用于软骨细胞并阻断蛋白多糖的产生，从而抑制软骨修复[65]。值得注意的是，白细胞介素17可以吸引中性粒细胞和巨噬细胞进入受损组织，以帮助宿主对抗感染。Th17还可促进软骨细胞中基质金属蛋白酶1、3和13的表达，同时抑制Ⅱ型胶原、蛋白多糖的表达，这些均可促进软骨破坏[66-67]。Tregs是调节性T细胞，主要包括两个亚群，一种是CD4+CD25+调节性T细胞，具有抗炎特性[68]；另一种为CD8+调节性T细胞，其主要包括CD8+CD28-调节性T细胞和CD8+ CD28-限制性的调节性T细胞。研究表明，活化的Tregs促进抗炎分子的分泌，包括白细胞介素10、转化生长因子β和吲哚胺2，3-双加氧化酶，并抑制白细胞介素6分泌，从而维持再生微环境的稳态并间接促进组织再生[69]。此外，T细胞负责激活巨噬细胞和B细胞，CD4+T细胞增加与巨噬细胞浸润和基质金属蛋白酶9表达有关，可加速软骨退化[70]。 2.2.5   B细胞  作为一种主要的免疫细胞，B细胞分泌的自身抗体可促进类风湿关节炎等自身免疫病的发生和发展。B细胞表面的膜免疫球蛋白、Fc受体、补体受体、EB病毒受体和小鼠红细胞受体是B细胞的重要表面标志，其中以膜免疫球蛋白为B细胞所特有，是鉴定B细胞可靠的指标。B细胞表面较特异的CD分子有CD19，CD20，CD21，CD22和CD23等。研究表明，B细胞分泌多种促炎因子，包括白细胞介素1β、白细胞介素6和肿瘤坏死因子α，以诱导软骨细胞死亡和软骨基质破坏[71-72]。但近期研究发现，体内也在存在一类具有特殊功能的B细胞亚群，它们参与免疫应答的调节、介导免疫耐受、发挥免疫抑制作用，这种具有保护功能的B细胞亚群即调节性B细胞[73]。调节性B细胞通过分泌白细胞介素10而抑制CD4+T细胞分泌干扰素γ和肿瘤坏死因子α的表达，减轻炎症反应，从而间接促进软骨修复[74]。 综上所述，大量的证据表明免疫系统参与骨关节炎发生发展，免疫反应越来越多地被认为是影响软骨修复的关键因素，它对修复过程既有消极的调节作用，也有积极的调节作用。不同的免疫细胞被募集以产生大量的促炎因子和组织修复因子。因此，需要对关节炎症微环境进行多维调控，进一步研究区分免疫细胞亚群，确定哪些细胞可以作为修复软骨损伤的靶细胞，使其有利于软骨修复。 2.3   靶向免疫细胞治疗骨关节炎   骨关节炎进程涉及许多病理变化，包括滑膜细胞功能改变、软骨细胞凋亡和肥大以及免疫细胞激活，所有这些都可导致炎性关节微环境的形成，并对软骨修复产生重大影响。促炎因子不仅影响工程化软骨与周围正常软骨的整合，而且抑制间充质干细胞向软骨细胞的分化。对移植物的异常免疫反应可能导致慢性炎症及纤维化等，相反，适当免疫调节可以促进软骨修复。因此，免疫反应在软骨修复中是一把双刃剑。为创造促进软骨修复的微环境，免疫细胞已成为关键的治疗靶点，见表2。"

2.3.1   干细胞疗法   间充质干细胞已被证明具有广泛的免疫调节特性，它们可以抑制免疫细胞的迁移和活化以及炎症因子的产生。通过调节免疫应答，间充质干细胞可以积极地改变损伤微环境，促进其向软骨方向分化。间充质干细胞可以抑制中性粒细胞活化及基质金属蛋白酶的过度表达[75]。研究还证实，基于间充质干细胞的组织工程软骨可以促进巨噬细胞极化为M2表型[76]，使巨噬细胞表现出抗炎特性。间充质干细胞除了能抑制T细胞和B细胞的增殖和活化外，还能促进Treg和Breg细胞的增殖[77]。炎症因子和低氧等预处理可增强间充质干细胞的免疫调节作用，从而优化治疗效果。 VOSKAMP等[78]研究表明肿瘤坏死因子α预处理可以促进骨髓间充质干细胞的增殖、迁移和成软骨能力，有利于组织再生，进一步表明这种作用可能是过调节 SOX11水平和 Wnt/β-catenin 信号传导而实现的。有趣的是，该作者用另一种促炎细胞因子白细胞介素1β进行预处理并没有增加骨髓间充质干细胞的软骨形成能力，这表明促软骨形成作用对肿瘤坏死因子α而言具有特异性。MATSUMURA等[79]应用白细胞介素1β预处理滑膜间充质干细胞14 d，结果发现滑膜间充质干细胞数量呈浓度依赖性增加；白细胞介素1β预处理滑膜间充质干细胞在软骨形成培养基中培养 21 d时，成软骨能力显著提高。当与正常氧环境中生长的脂肪间充质干细胞相比，在低氧环境中培养的脂肪间充质干细胞可以促进CD4+T细胞向Tregs转化[80]。值得注意的是，各种干细胞亚群已被证明具有不同的免疫调节作用。例如，CD146+脂肪间充质干细胞在关节腔内注射早期阶段显示出优越的抑制炎症特性[81]；磁珠分选后的CD105+滑膜间充质干细胞具有更强的成软骨能力[82]。 2.3.2   细胞外囊泡   随着研究的进展，越来越多的证据表明间充质干细胞主要通过旁分泌机制来发挥治疗作用，而细胞外囊泡是间充质干细胞的重要旁分泌成分，其通过携带生物活性分子和基因调控信息来促进细胞间交流。 WOO等[83]研究探讨了人脂肪干细胞来源细胞外囊泡治疗骨关节炎的潜力及其机制，通过基于切向流过滤的多级过滤系统从人脂肪干细胞培养上清液中分离细胞外囊泡，体外实验结果发现人脂肪干细胞来源细胞外囊泡促进了白细胞介素1β诱导的人软骨细胞的增殖和迁移，而且通过增加Ⅱ型胶原的合成和降低基质金属蛋白酶1、基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶13和聚集蛋白聚糖酶2的表达来维持软骨细胞基质。在碘乙酸单钠诱导的骨关节炎大鼠中，关节内注射人脂肪干细胞来源细胞外囊泡可显著减缓骨关节炎进展，保护软骨不发生变性。 WANG等[84]评估了正常CBA小鼠和MRL/MpJ小鼠成软骨祖细胞分泌的细胞外囊泡对小鼠软骨细胞增殖和迁移的影响并进行体内实验验证，体外结果显示两种细胞外囊泡均能刺激软骨细胞增殖和迁移，而且MRL/MpJ小鼠成软骨祖细胞来源细胞外囊泡发挥更强的作用；在内侧半月板失稳模型(一种手术诱导的骨关节炎小鼠模型)中，关节内注射两种小鼠成软骨祖细胞来源细胞外囊泡，体内结果表明注射后均能减轻骨关节炎症状，且MRL/MpJ小鼠成软骨祖细胞来源细胞外囊泡显示出更好的治疗效果。生物信息学分析结果表明，差异表达的外泌体miRNA参与了多个生物学过程，前20个差异表达的外泌体 miRNA将骨关节炎修复与AMPK信号传导、自噬调节和胰岛素信号传导等过程联系起来。值得注意的是，miR-221-3p在MRL/MpJ小鼠成软骨祖细胞来源细胞外囊泡中高度富集，并且在体外用miR-221-3p 抑制剂治疗显著降低了细胞外囊泡诱导的软骨细胞增殖和迁移。 最近的研究数据表明，间充质干细胞衍生的外泌体和间充质干细胞具有类似的免疫调节功能。在炎性关节炎模型中，间充质干细胞衍生的外泌体在体内抑制炎症甚至比间充质干细胞更有效[85]。凌华军等[86]研究表明骨髓间充质干细胞来源外泌体可以减弱白细胞介素1β对软骨细胞的损伤作用，促进损伤关节软骨形态恢复及Ⅱ型胶原纤维α1表达，抑制基质金属蛋白酶13表达；体内实验同样证实外泌体可以缓解碘乙酸对骨关节软骨的破坏作用，延缓骨关节炎的发生与发展。据报道，脂肪间充质干细胞来源外泌体与滑膜成纤维细胞共培养时，外泌体下调了炎症因子如白细胞介素6及肿瘤坏死因子α水平，而上调了白细胞介素10水平[87]。另一项研究使用生物信息学分析和体内实验表明，脂肪间充质干细胞来源外泌体可诱导M2巨噬细胞极化，抑制T细胞增殖，促进Th1细胞向Th2细胞转化，促进Treg细胞扩增，促进骨关节炎软骨组织修复[88]。间充质干细胞衍生细胞外囊泡通过抑制M1巨噬细胞浸润和促进M2巨噬细胞极化，促进软骨细胞增殖和细胞外基质合成，同时降低炎性细胞因子如白细胞介素1β和肿瘤坏死因子α的表达，改善关节微环境，促进软骨修复[89]。 外泌体作为遗传信息的载体在细胞间通讯中发挥作用，在细胞之间转移 microRNA(miRNA或miR)，并已被研究作为治疗分子的传递载体。CHEN等[90]发现过表达 miR-150-5p 的间充质干细胞衍生的外泌体通过抑制滑膜细胞增生和血管生成来减少关节破坏。JIANG等[91]体外实验结果表明，人脐带沃顿氏胶间充质干细胞可促进骨髓间充质干细胞的迁移、增殖和软骨细胞的增殖，还发现人脐带沃顿氏胶间充质干细胞可以促进巨噬细胞向M2表型极化。兔膝骨软骨缺损修复模型结果证实，人脐带沃顿氏胶间充质干细胞通过调节关节腔的微环境，促进巨噬细胞向M2表型极化和抑制炎症反应，增强脱细胞软骨细胞外基质支架的作用，促进骨软骨再生。 microRNA测序证实人脐带沃顿氏胶间充质干细胞含有许多可促进透明软骨再生的miRNA。ZHANG等[92]证明了骨髓间充质干细胞衍生的外泌体可以减轻软骨损伤，减少骨赘形成和滑膜巨噬细胞浸润，抑制 M1巨噬细胞产生并促进M2巨噬细胞生成。在滑液中，促炎细胞因子白细胞介素1β、白细胞介素6和肿瘤坏死因子α的表达水平降低，抗炎细胞因子白细胞介素10的释放增加；在体外，用外泌体处理的巨噬细胞能够保持软骨细胞的软骨形成特征并抑制肥大。缺氧可以改变间充质干细胞衍生细胞外囊泡的生物学功能。ZHANG等[93]使用体外和体内骨关节炎模型，验证了缺氧预处理的间充质干细胞衍生细胞外囊泡比常氧预处理的间充质干细胞衍生细胞外囊泡更大程度促进了软骨细胞的增殖和迁移并抑制了软骨细胞凋亡。此外，该研究发现缺氧改变了间充质干细胞衍生细胞外囊泡中的 microRNA 表达，并鉴定出4种差异表达的 microRNA：hsa-miR-181c-5p，hsa-miR-18a-3p，hsa-miR-376a-5p和hsa-miR-337-5p。 生物信息学分析表明，低氧预处理可能通过 miR-18-3p/JAK/STAT 或miR-181c-5p/MAPK 信号通路刺激软骨细胞增殖和迁移，抑制软骨细胞凋亡，从而促进软骨修复。因此，缺氧预处理的细胞外囊泡可能是治疗骨关节炎的一种新方法。 近年来，外泌体作为药物载体引起了广泛关注。将外泌体与抗炎药姜黄素混合，具有显著的抗炎作用，减少了炎症相关细胞因子的表达[94]。此外，由于M2巨噬细胞明显促进软骨修复并靶向损伤部位，M2型巨噬细胞来源外泌体可能是继间充质干细胞来源外泌体之后的另一研究热点[95]。 2.3.3   组织工程支架材料   使用生物材料作为支架来运输免疫调节细胞、蛋白质或药物可能是软骨修复的有效方法。材料的物理性质，包括硬度、形状、表面性质和孔径大小，可以引发不同的免疫反应。生物材料可广泛地分为合成材料如聚乳酸-乙醇酸(PLGA)和聚己内酯或天然生物材料如细胞外基质、胶原、弹性蛋白、透明质酸和海藻酸。研究发现软骨细胞外基质通过诱导M2巨噬细胞极化促进骨髓间充质干细胞的迁移、增殖和软骨分化，从而成功修复软骨[96]。聚合物材料具有高度可塑性，其形态、结构和降解速率可针对特定组织进行预先设计，具有可控性、可重复性和良好的力学性能，在软骨组织工程中具有良好的应用前景，但其生物活性低、炎症反应重，不利于与宿主组织结合。因此，大量研究尝试联合具有免疫调节作用的材料或药物促进软骨修复。已发现负载白细胞介素4的水凝胶支架可显著限制炎症因子的产生，并通过促进M2巨噬细胞极化来帮助组织修复[97]。富血小板血浆是一种自体血液衍生产品，PAN等[98]研究表明富血小板血浆-明胶-甲基丙烯酰水凝胶参与巨噬细胞的免疫调节和M1-M2表型转化，具有良好的软骨和软骨下骨修复性能。 综上所述，目前尚无有效的骨关节炎治疗手段，临床主要以对症治疗、缓解症状为主，最终可能需要进行关节置换手术。随着科学的发展，干细胞及其来源细胞外囊泡可能通过多种途径调节机体免疫系统以克服骨关节炎滑膜炎症及促进软骨修复，减缓骨关节炎的进展。组织工程生物支架材料也被证实可显著减少炎性细胞及炎性因子的炎性反应，重建并修复受损部位的免疫微环境，有望成为一种更为有效、安全的骨关节炎治疗方案，见表3。"