肌腱病是一种临床常见的肌肉骨骼系统疾病，其主要表现是炎症和退行性变化，导致疼痛、肿胀和运动能力受限，目前仍缺乏有效的治疗方法。在肌腱病的发生发展过程中，巨噬细胞能够浸润至受损的肌腱，调节局部炎症及愈合过程，发挥重要作用。巨噬细胞分为M1和M2表型，其中M1巨噬细胞释放各种促炎性细胞因子，而M2巨噬细胞能够参与后期的愈合过程，具有清除病原体和促进肌腱再生的能力。基于巨噬细胞的独特性质，调节巨噬细胞的异质性可能是缓解肌腱病变的一种有效途径。
近日，上海交通大学医学院附属第六人民医院四肢显微外科研究所的汪泱/李青团队在Bioactive Materials（JCR 1区，IF = 16.874）杂志上发表题为“Large extracellular vesicles secreted by human iPSC-derived MSCs ameliorate tendinopathy viaregulating macrophage heterogeneity”的研究论文（doi: 10.1016/j.bioactmat.2022.08.007.），详细阐述了诱导性多能干细胞来源的间充质干细胞分泌的大细胞外囊泡 (iMSC-lEVs)在肌腱病中的治疗作用以及iMSC-lEVs调节巨噬细胞极化的作用及相关分子机制。硕士生叶腾、博士生陈政升、主治医师张解元为共同第一作者，李青研究员、赵必增教授、谢宗平教授为共同通讯作者。
该研究首先以诱导性多能干细胞（iPSC）源性间充质干细胞（iMSCs）作为大细胞外囊泡（lEVs）的供体细胞，利用差速离心法从iMSCs培养上清液中分离和收集iMSC-lEVs，并采用透射电镜、Western Blot、NTA分析对iMSC-lEVs进行表征。
随后，该研究对iMSC-lEVs在肌腱病大鼠模型上的镇痛作用进行评估和分析。结果显示在应用iMSC-lEVs四周后，肌腱病大鼠的疼痛相关行为出现好转。此外，对大鼠肌腱的免疫组化分析显示，iMSC-lEVs治疗减少了M1型巨噬细胞和促炎相关细胞因子的浸润，并促进M2型巨噬细胞的浸润。这些数据表明，iMSC-lEVs在大鼠肌腱病模型中具有显著的镇痛和抗炎作用。
为了探索iMSC-lEVs调节巨噬细胞极化的相关分子机制，该研究利用RAW264.7巨噬细胞系在体外展开一系列实验。RT-qPCR、流式细胞术分析、免疫荧光染色、ELISA酶联免疫吸附实验的结果表明，iMSC-lEVs能够调节M1型巨噬细胞向M2型巨噬细胞转变。接下来，该研究利用高通量转录组测序RNA-seq分析iMSC-lEVs处理前后的RAW264.7细胞表达谱。生物信息学分析结果显示许多差异基因与炎症调节过程高度相关。Western Blot及后续实验结果显示，iMSC-lEVs能够通过抑制p38 MAPK信号通路的激活来调节巨噬细胞的极化转变。
进一步，该研究对iMSC-lEVs进行蛋白质组学分析，鉴定出iMSC-lEVs中含有2208种蛋白质。对蛋白质组学数据进行深入分析后，发现iMSC-lEVs中高度富集p38蛋白磷酸酶DUSP2和DUSP3蛋白。Western Blot结果显示，在iMSC-lEVs处理后，RAW264.7细胞中的这两种蛋白含量均升高。这些数据表明，iMSC-lEVs可通过传递其中包裹的DUSP2和DUSP3蛋白，调控受体细胞的p38 MAPK信号通路，从而调节巨噬细胞极化。
最后，该研究选取临床肌腱病患者的肌腱组织，并进行体外组织块培养。结果显示，iMSC-lEVs处理后能够显著减少其中浸润的M1型巨噬细胞和促炎因子，并增加M2型巨噬细胞的浸润。该实验结果与上述动物实验结果相一致，进一步证实了iMSC-lEVs对人体肌腱病组织的有效性。
参考文献：Large extracellular vesicles secreted by human iPSC-derived MSCs ameliorate tendinopathy via regulating macrophage heterogeneity. Bioact Mater. 2022 Aug 26;21:194-208. doi: 10.1016/j.bioactmat.2022.08.007.
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