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  骨關節炎（Osteoarthritis, OA）作為最為常見的退行性關節疾病之一，其病理過程呈現出多面性，涵蓋軟骨破壞、骨贅形成、軟骨下骨重塑以及滑膜炎等方面。從臨床角度來看，OA表現為慢性關節疼痛以及活動受限，這對患者的身體功能以及整體生活質量造成了顯著損害。目前，針對骨關節炎的臨床策略，無論是手術治療（如全膝關節置換術）還是非手術治療（如使用非甾體抗炎藥，NSAIDs），都僅僅局限于癥狀的控制，并且伴有一系列的不良反應。這些治療方法療效有限且治療結果存在異質性，這凸顯了開發新型治療策略的迫切性。

  近年來，隨著研究的深入，人們逐漸認識到能量代謝失調在OA進展中扮演著重要角色。OA患者軟骨細胞中的線粒體功能障礙以及活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）的積累，正是能量代謝失衡的表現。這種代謝損傷不僅限制了軟骨細胞內三磷酸腺苷（Adenosine TriPhosphate, ATP）的合成，還加劇了炎癥反應，促進細胞凋亡，進而加速關節軟骨的退化。因此，開發能夠調節能量代謝的治療手段，有望成為OA治療的有效策略。

  植物細胞外泌體，又稱細胞外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs）作為一種源自天然的物質，在再生醫學領域嶄露頭角。這些由細胞內源性分泌的納米級膜結合顆粒，在細胞間通訊中發揮著重要作用，能夠在細胞間傳遞蛋白質、脂質、核糖核酸（RNA）等生物活性分子，從而影響各種細胞過程。微藻作為地球上最為豐富的自養生物，能夠在光照條件下進行光合作用，產生諸如ATP和還原型輔酶II（NADPH）等富含能量的分子，這些分子在細胞代謝以及多種生物學過程中發揮著關鍵作用。螺旋藻（Spirulina platensis, SP）作為一種光合海洋生物，富含藻藍蛋白、類胡蘿卜素和葉綠素等植物色素，具有出色的光捕獲效率和能量產生能力，同時還含有多種具有抗炎和抗氧化特性的維生素、酚類化合物、多糖等生物活性物質。

  大黃酸（Rhein, Rh）作為一種對OA有效的天然草藥化合物，是一種強大的抗炎劑，但在傳統治療中，由于其生物利用度低以及在體內代謝迅速，臨床效果受到限制。因此，開發了Rh水凝膠（Rh Gel）作為藥物遞送系統。水凝膠與EVs的結合能夠有效延長它們在關節腔內的停留時間，實現緩釋，保護它們免受體內免疫清除，并調節釋放速率，為提高局部治療效果提供了創新途徑。

圖1.螺旋藻外泌體凝膠用于骨關節炎治療示意圖

圖2.螺旋藻外泌體提取、標準以及成分分析

圖3.Rh Gel@SP-EVs制備、表征以及藥物釋放分析

圖4. Rh Gel@SP-EVs線粒體能量代謝和炎癥調節機制分析

圖5.Rh Gel@SP-EVs在DMM誘導骨關節炎模型中治療效果評價

  在動物模型中，Rh Gel@SP-EVs有效減輕了內側半月板失穩（Destabilization of the Medial Meniscus, DMM）和單碘乙酸鹽（Monoiodoacetate, MIA）誘導的小鼠OA進展。關節腔內注射后，Rh Gel@SP-EVs表現出生物可降解性，具有良好的生物安全性，對血液和組織無不良影響。

  未來的研究方向可以進一步深入探索Rh Gel@SP-EVs在人體中的作用機制和療效，開展臨床試驗以驗證其在OA治療中的安全性和有效性。同時，可以研究如何優化水凝膠的配方和制備工藝，以更好地控制SP-EVs的釋放速率和靶向性，進一步提高治療效果。此外，還可以探索SP-EVs與其他治療方法的聯合應用，為OA患者提供更有效的綜合治療方案。

  本文提出了利用微藻衍生的外泌體（SP-EVs）與中藥水凝膠結合治療骨關節炎（OA）的新策略。研究發現，來自藍藻門螺旋藻（Spirulina platensis）的外泌體含有抗氧化和ATP依賴性代謝相關化合物，能夠有效調節細胞間通訊和能量穩態，從而緩解OA癥狀。OA涉及氧化應激、慢性炎癥、線粒體功能障礙、能量缺乏和軟骨退化等多重因素。螺旋藻來源的外泌體富含抗氧化和ATP相關的代謝物質，能被軟骨細胞有效吸收，調節能量穩態。這種策略通過改善線粒體功能和減少炎癥反應，有效地減緩了OA的進展，展示了其在治療OA方面的巨大潛力。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsnano.4c16085