放射性颌骨骨坏死中巨噬细胞外泌体对肌成纤维细胞的调控作用及机制研究

Osteoradionecrosis of jaws (ORNJ) is considered to be one of the most devastating long-term complications of head and neck radiotherapy, which is refractory and very harmful for the patients’ quality of life. However, the obscure understanding of the precise pathogenesis of ORNJ limited its effective prevention and treatment. Recent literatures and our previous studies have shown that the excessive proliferation and secretion of extracellular matrix of myofibroblats (MFB) played an important role in the radiation-induced fibrotic mechanism of ORNJ, while the precise regulation mechanism of MFB is still unclarified. Macrophages can be largely recruited into ORNJ tissues, and macrophage-derived exosomes (Mφ-EXs) play an important role in the regulation of fibrotic progress. Therefore, we assumed that Mφ-EXs could activate MFB in the pathogenesis of ORNJ. In this study, we are going to explore the expression of differently polarized Mφ-EXs and MFB and the degree of fibrosis in ORNJ animal models, the regulation effects and mechanism of polarized Mφ-EXs on MFB through miRNA and precise Signaling pathway, and we will also evaluate the prevention and treatment results of targeted miRNA in Mφ-EXs. In summary, our experiments will unveil the pathophysiology mechanism of Mφ-EXs in ORNJ, and will pave the way for a new and more effective therapy in the future.

放射性颌骨骨坏死（ORNJ）是头颈癌放疗后最为严重的远期并发症之一，临床危害重、治疗难度大，但其发病机制目前仍不明确。我们的前期研究及文献表明，肌成纤维细胞（MFB）的过度增殖及大量分泌细胞外基质在ORNJ的纤维化损伤机制中起着至关重要的作用，但MFB的调控机制仍不明确，ORNJ组织中可大量募集巨噬细胞，并且巨噬细胞外泌体（Mφ-EXs）对纤维化进展具有重要的调控作用，因此我们推测Mφ-EXs可能通过对MFB的调控导致ORNJ的发生。本项目通过研究ORNJ动物模型内不同极化类型Mφ-EXs与MFB表达、纤维化程度的相关性；明确不同极化类型Mφ-EXs对MFB的调控作用；探索不同极化类型Mφ-EXs外泌体对MFB的具体调控机制（miRNA及信号通路）；验证以外泌体或miRNA作为靶点对ORNJ的防治作用。通过本项目研究，可进一步明确ORNJ的发病机制，并为ORNJ的治疗提供全新的思路。

放射性颌骨骨坏死（ORNJ）是头颈癌放疗后最为严重的远期并发症之一，临床危害重，仍缺乏有效的治疗手段。我们的前期研究及文献表明，放射损伤条件下骨髓间充质干细胞（BMSCs）的分化功能失衡（向肌成纤维细胞（MFB）过度分化、成骨分化能力下降）可能是造成ORNJ的关键因素，巨噬细胞可通过外泌体对放射性损伤具有保护作用，但是巨噬细胞对ORNJ的治疗机制尚不明确，本项目拟研究不同极化类型巨噬细胞来源外泌体（M1-exo及M2-exo）对ORNJ的治疗机制。本项目首先研究了巨噬细胞极化类型在ORNJ动物模型中的分布特点，发现M2表达量的下降与ORNJ疾病的进展正相关；然后研究了不同类型巨噬细胞及巨噬细胞外泌体对放射损伤BMSCs的保护作用，发现放射损伤可造成BMSCs分化功能失衡，M2-exo可显著抑制放射损伤BMSCs的成纤维分化、明显恢复成骨分化能力，从而部分恢复放射损伤造成的BMSCs分化功能异常；其次，研究了M2-exo中对放射损伤BMSCs的具体调控机制，发现M2-exo通过传递miR-142-3p抑制TGF-β1的表达恢复放射损伤造成的BMSCs分化功能异常；最后，通过动物体内实验进一步验证M2-exo对ORNJ的治疗作用及具体机制，发现局部注射M2-exo对ORNJ具有良好的治疗效果，其治疗机制与转运miR-142-3p抑制局部组织中TGF-β1的表达密切相关。通过本项目的研究，可进一步明确ORNJ的发病机制，并为ORNJ以及其他放射性骨损伤疾病的治疗提供全新的思路。