背景
Newswise — 骨关节炎(OA)是一种难以治疗的退行性关节疾病，目前治疗干预手段极为有限。
目的
研究递送GrpE样蛋白1(GRPEL1)的滑膜间充质干细胞(SMSC)来源外泌体(SMSCs-Exos)通过磷酸酶和张力蛋白同源诱导的假定激酶1(PINK1)介导的线粒体自噬激活来促进软骨修复的潜力。
方法
采用综合性研究方法，包括基因表达数据集(GSE169077和GSE114007)的生物信息学分析、CHON-001软骨细胞的体外实验以及大鼠膝关节骨关节炎(OA)的体内模型。实验技术涵盖基因表达谱分析、免疫荧光染色、Western blot分析、共免疫沉淀、细胞增殖和迁移检测以及组织学检查。外泌体经基因修饰实现GRPEL1过表达或敲低，并对其在细胞功能和线粒体动力学方面的影响进行系统评估。
结果
生物信息学分析揭示GRPEL1是骨关节炎(OA)中表达显著改变的关键线粒体自噬相关基因。体外研究表明，负载GRPEL1的SMSCs-Exos通过增强软骨细胞增殖和迁移、维持细胞外基质完整性，有效对抗白细胞介素-1β诱导的细胞损伤。机制研究证实GRPEL1与PINK1之间存在直接相互作用，导致线粒体自噬激活增强。体内大鼠模型证实了这些发现，在接受过表达GRPEL1外泌体的组别中，软骨损伤显著减少，蛋白聚糖含量恢复，关节结构得到改善。关键分子变化包括活性氧水平降低、线粒体膜电位改善以及线粒体自噬标志物增加。
结论
本研究提供了有力证据，表明递送GRPEL1的SMSCs-Exos能够有效激活PINK1介导的线粒体自噬，为骨关节炎(OA)中的软骨修复提供了一种有前景的治疗策略。该研究揭示了靶向线粒体功能障碍的新型分子机制，并提出了一种超越当前对症治疗的潜在疾病修饰方法。
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