AIVEV文献合集 | 第二期细菌外囊泡赋能骨相关疾病研究

当细菌外囊泡逐渐被认识为连接微生物群与骨稳态调控的重要介质，骨相关疾病研究也由此获得了新的机制视角与干预思路。近年来，研究者围绕肠道共生菌来源外囊泡、致病菌来源外囊泡及工程化细菌外囊泡展开了系统探索，揭示其在骨量维持、骨坏死发生、炎症性骨丢失以及骨质疏松治疗中的多重作用。本期精选四篇代表性研究，集中展示细菌外囊泡在骨相关疾病中的前沿进展，涵盖其作为骨稳态调节因子、疾病驱动因子及靶向递送载体的多维功能，为理解“微生物-外囊泡-骨”轴及发展新型骨疾病干预策略提供了重要参考。

来自儿童肠道微生物群的细胞外囊泡进入骨骼，以保持骨量和强度

最近，肠道微生物群（GM）已被证明是骨稳态的调节剂，GM调节骨量的机制仍在研究中。在这里，发现儿童（CGM）而不是老年人（EGM）的GM殖民可以防止常规饲养的卵巢切除术（OVX）诱导的骨质疏松症小鼠的骨量和骨强度下降。16S rRNA基因测序显示，CGM逆转了OVX诱导的嗜黏蛋白阿克曼菌

（Akk）的还原。直接补充Akk足以纠正OVX引起的骨代谢失衡，并防止骨质疏松症。机学研究表明，CGM和Akk诱导的骨保护作用需要细胞外囊泡（EVs）的分泌，这些纳米囊泡可以进入和积累到骨组织中，通过增强成骨活性和抑制破骨细胞形成来减弱OVX诱导的骨质疏松症表型。该研究确定，肠道细菌Akk介导CGM诱导的抗骨质疏挛作用，并提出了GM和宿主骨之间信号交换的新机制。

本文通讯作者：中国湖南长沙市中南大学湘雅医院骨科谢辉教授

原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202004831

糖皮质激素诱导的有益肠道细菌细胞外囊泡的丧失与骨坏死的发病机制有关

股骨头骨坏死（ONFH）通常发生在糖皮质激素（GC）治疗后。肠道微生物群（GM）参与调节宿主健康，其成分可以通过GC改变。在这里，这项研究表明，与健康小鼠共居或与正常小鼠的GM定植可以减轻GC诱导的ONFH。16S rRNA基因测序表明，与健康小鼠共同安置可以挽救GC诱导的肠道动物乳杆菌的减少。口服L. animalis补充剂通过增加血管生成、增强成骨和减少细胞凋亡来减轻GC诱导的ONFH。来自L. animalis（L. animalis-EVs）的细胞外囊泡含有丰富的功能蛋白，可以进入股骨头，发挥促血管生成、促骨和抗凋亡作用，而其丰度在暴露于GC后会减少。研究表明，GM通过转移细菌EV来保护股骨头，动物杆菌及其EV的丧失与GC诱导的ONFH的发展有关。

本文通讯作者：中国湖南长沙市中南大学湘雅医院骨科谢辉教授

原文链接：

https://www.science.org/doi/epdf/10.1126/sciadv.abg8335

来自牙周病原体Filifactor alocis的细胞外囊泡通过Toll样受体2诱导全身骨质流失

牙周炎是一種由牙槽組織區域性感染引起的炎症性疾病。牙周炎与系统性骨病有关，但对牙周炎对系统性骨吸收的因果影响机制知之甚少。细菌衍生的细胞外囊泡（EVs）是导致全身炎症的毒性因子的天然载体。在这项研究中，调查了来自革兰氏阳性厌氧牙周病原体Filifactor alocis的EVs在系统性骨质流失和破骨细胞分化中的作用。腹膜内给药后，F. alocis EVs在小鼠的长骨中积累。这些EV通过Toll样受体2（TLR2）诱导促炎细胞因子、破骨细胞生成和骨吸收。F. alocis EVs的相分离表明，两性分子负责诱导的骨吸收和破骨细胞形成。脂蛋白脂肪酶降低了F. alocis EVs的破骨作用。对两性分子的蛋白质组学分析确定了七种脂蛋白。我们的结果表明，F. alocis EVs中的脂蛋白样分子可能通过TLR2导致全身骨质流失。

本文通讯作者：大韩民国首尔国立大学牙科学院口腔微生物学和免疫学系Bong-Kyu Choi教授；韩国首尔国立大学牙科学院细胞与发育生物学系Hong-Hee Kim教授

原文链接：https://isevjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jev2.12157

骨靶向生物工程细菌细胞外囊泡输送siRNA以改善骨质疏松症

骨质疏松症（OP）以骨量减少和骨微结构破坏为特征，是最常见的骨退行性疾病。OP的传统治疗方法有几种副作用，需要新的治疗方法。携带治疗分子的细菌细胞外囊泡（BEVs）因其独特的纳米尺寸结构、稳定的装载能力、良好的生物相容性、易于修饰和工业化而成为一种有前途的替代品。在这项研究中，改性益生菌大肠杆菌Nissle 1917（ECN），在BEVs的膜表面过度表达与ClyA融合的hCXCR4。骨靶向的BEVs利用了内在的抗OP功能，并加载了SOST siRNA来生成BEVs-hCXCR4-SOST siRNA（BEVs-CSs）。定制的BEVs-CSs表现出出色的骨靶向能力，没有长期的细胞毒性。此外，生物工程的BEVs-CSs可以被骨髓间充质干细胞内化，并促进其成骨分化，具有显著的细胞相容性。最后，双功能BEVs-CSs在卵巢切除小鼠模型中成功逆转了OP。总的来说，这种基于生物工程BEV的策略为难治性OP治疗提供了创新、安全、高效和有前途的治疗解决方案。

本文通讯作者：上海大学转化医学研究院苏佳灿教授、井莹莹教授，西安市红会医院周凤金

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359836823001130?utm_source=chatgpt.com