椎间盘退行性变（IVDD）的主要特征是髓核细胞的衰老和活力下降，通常由线粒体功能障碍驱动。拯救线粒体功能障碍对延缓髓核细胞衰老和IVDD至关重要。当前研究已经证实干细胞来源的细胞外囊泡在治疗退行性疾病方面有良好的应用前景。细胞外囊泡通过递送核酸、蛋白质和脂质等多种货物而发挥治疗效果，有学者发现细胞外囊泡（微囊泡）可以作为线粒体或线粒体片段的递送载体被宿主细胞分泌至体外，进而调控下游细胞的能量代谢过程。间充质干细胞（MSC）是否可以释放含线粒体的细胞外囊泡（mitoMV）延缓椎间盘退变仍不明确，而MSC通过何种途径分泌此类型的细胞外囊泡以及如何增强mitoMV的分泌仍需进一步探究。
近日，华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科张宇坤教授团队在Journal of Nanobiotechnology杂志上发表了题为“Static magnetic field-modulated mesenchymal stem cell-derived mitochondria-containing microvesicles for enhanced intervertebral disc degeneration therapy”的研究论文( 2024 Jul 31;22(1):457)。该研究发现共培养状态下，MSC可以通过分泌mitoMV拯救衰老NPC的线粒体功能障碍及衰老表型，而静磁场可以通过促进mitoMV的分泌增强IVDD的治疗效果。
区别于外泌体的发生机制，该研究将重点转移到理解静磁场干预后的分子机制上，强调了货物运输和微囊泡的质膜出芽过程。RNA测序表明基于微管的转运蛋白 Kif5b 可能参与线粒体在MSC胞质中的转运过程。该研究进一步证实了Rab22a和Kif5b之间的相互作用，揭示了Rab22a在将线粒体分选进入微囊泡中的作用，并可能介导随后的质膜出芽过程。随后构建的甲基丙烯酸明胶（GelMA）水凝胶递送系统进一步解决了体内应用的挑战，并验证了mitoMVs在延缓IVDD方面的巨大潜力。该研究不仅揭示了静磁场增强的mitoMV分泌的分子机制，而且为未来的IVDD治疗策略提供了创新视角。团队博士研究生石鹏志，高海洋，程章荣为论文的共同第一作者，张宇坤教授为论文的通讯作者，该项目受到国家自然科学基金面上项目的资助。
参考文献：Static magnetic field-modulated mesenchymal stem cell-derived mitochondria-containing microvesicles for enhanced intervertebral disc degeneration therapy. J Nanobiotechnology, 2024 Jul 31;22(1):457. doi: 10.1186/s12951-024-02728-6
外泌体资讯网 J Nanobiotechnology｜华中科技大学张宇坤：静磁场调节间充质干细胞衍生的含线粒体微囊泡分泌用于增强椎间盘退变治疗
