ACS Nano｜重医附一院黄伟/廖军义/雷一霆：IFN-γ 预刺激的MSCs

随着人口老龄化的加速，骨关节炎（OA）的发病率逐年上升。OA是一种与年龄强相关的关节退行性疾病，软骨细胞衰老是其关键因素之一，但目前针对软骨细胞衰老的有效治疗策略仍然十分缺乏。间充质干细胞（MSCs）及其分泌的外泌体在抗细胞衰老方面展现出巨大潜力，并且MSCs通过环境响应效应发挥修复和抗衰老等作用。研究发现，外泌体是MSCs发挥上述作用的关键成分之一，且外泌体治疗是一种更安全、更符合伦理的方案。因此，我们认为利用MSCs的环境响应效应，给予适当的预刺激可获得有更强抗细胞衰老能力的外泌体；然而，外泌体成分复杂，其中具有大量的效应物质，探究其抗细胞衰老的核心分子机制，是未来设计稳定、高效且安全的基于MSCs抗衰老治疗方案的重要研究方向。

2025年11月，重医附一院骨科黄伟/廖军义/雷一霆团队在ACS Nano上发表题为”Interferon-γ-Induced Mesenchymal Stem Cell Exosomes Attenuate Chondrocyte Senescence and Osteoarthritis Progression by Hsp70”的论文，阐明了Hsp70是在IFN-γ预刺激MSCs后的外泌体发挥抗软骨细胞衰老的核心因子，揭示了Hsp70通过维持AMPK-SIRT3调控轴的功能抑制了线粒体功能障碍进而改善软骨细胞衰老，并基于此模拟和构建了无细胞/外泌体的抗软骨细胞衰老的治疗方案。

该研究对MSCs预刺激后获得的外泌体与普通外泌体进行了转录组测序，通过对差异基因的富集分析后发现Hsp70在预刺激后显著上升，并发挥核心作用。进一步地，通过内体外实验以及对OA患者软骨单细胞测序数据进行分析发现软骨细胞衰老与Hsp70高度相关。结果表明，Hsp70 在衰老微环境中的表达逐渐下降。机制上，研究发现Hsp70减少破坏了 AMPK -SIRT3 的正反馈循环，导致线粒体功能障碍、ROS失衡和软骨退化加速。富含 Hsp70 的预刺激外泌体有效恢复了这一调节轴，保护了线粒体完整性，并减少了与衰老相关的损伤。此外，该研究基于干细胞抗衰老概念开发了一种外源性 Hsp70 递送策略，并证实了其在体内对软骨的保护作用。这些发现阐明了间充质干细胞介导的抗衰老活性的分子基础，同时为基于外泌体和 Hsp70 的可控且有效的治疗策略的开发提供了支持。

重庆医科大学刘森睿博士、牟峻宇博士、熊竹硕士和刘家诚博士为共同第一作者，重庆医科大学附属第一医院骨科主任黄伟教授、廖军义副教授、雷一霆副研究员为共同通讯作者。研究团队长期致力于探究OA的潜在的致病机制，以及干细胞相关治疗策略的探索和生物材料等方面的研究。

参考文献：

Interferon-γ-Induced Mesenchymal Stem Cell Exosomes Attenuate Chondrocyte Senescence and Osteoarthritis Progression by Hsp70. ACS Nano. 2025 Nov 27.