脂肪源性骨髓间充质干细胞外泌体SPRY4通过PTPRB/TIE2/PI3K轴抑制血管新生在激素性股骨头坏死中的作用机制研究

　　本研究针对激素性股骨头坏死（SONFH）中血管生成-成骨偶联失调的临床难题，揭示了脂肪分化骨髓间充质干细胞（BMSCs）通过外泌体递送SPRY4蛋白，经PTPRB/TIE2/PI3K/AKT信号轴抑制血管新生的分子机制。研究人员通过多组学分析结合动物模型，首次证实SPRY4-PTPRB相互作用可增强TIE2受体去磷酸化，为SONFH的靶向治疗提供了新策略。

　　

激素性股骨头坏死（SONFH）是长期使用糖皮质激素的严重并发症，患者往往在确诊后2年内发生不可逆的股骨头塌陷，最终需进行人工关节置换。这一疾病的核心病理特征表现为骨髓脂肪组织异常增生与微血管网络破坏的恶性循环，但两者间的分子关联始终是未解之谜。更棘手的是，现有疗法如髓芯减压联合干细胞移植对改善血供效果有限，超过85%的年轻患者最终仍需面临关节置换带来的二次手术风险。

重庆医科大学附属第一医院骨科的研究团队在《Stem Cell Research & Therapy》发表的研究，首次揭示了脂肪分化BMSCs通过外泌体"分子快递"调控血管内皮功能的精确机制。研究人员通过临床样本测序、体外共培养模型和SD大鼠SONFH模型，结合RNA测序（RNA-seq）、蛋白质质谱（MS）和免疫共沉淀（Co-IP）等技术，发现脂肪分化BMSCs分泌的外泌体中SPRY4蛋白含量显著升高。

关键技术包括：1）从15例SONFH患者和对照组织分离BMSCs进行脂肪诱导分化；2）超速离心法提取外泌体并通过NTA（纳米颗粒追踪分析）和TEM（透射电镜）表征；3）建立Transwell共培养体系评估内皮细胞迁移能力；4）采用Micro-CT血管造影分析大鼠模型微血管密度；5）通过GST pull-down验证SPRY4-PTPRB直接相互作用。

Adipogenic BMSCs suppress angiogenesis of HUVECs

临床样本和动物模型均显示SONFH组织中脂肪标记物PLIN1表达上调而血管标记物CD31下降。共培养实验证实脂肪分化BMSCs可抑制人脐静脉内皮细胞（HUVECs）的迁移（Transwell实验显示迁移率降低42%）和成管能力（分支节点减少58%），并下调VEGF、Ang-1等促血管基因表达。

Adipogenic BMSCs suppress HUVEC angiogenesis via exosome-mediated mechanisms

外泌体抑制剂GW4869可部分逆转上述效应。从脂肪分化BMSCs分离的外泌体（直径约120nm，CD63阳性）被HUVECs高效内化，其处理使内皮细胞成管长度缩短67%，证实外泌体是脂肪-血管对话的关键媒介。

Exosomal SPRY4 from adipogenic BMSCs suppresses angiogenesis of HUVECs

RNA-seq发现脂肪分化BMSCs外泌体中SPRY4表达上调8.3倍。过表达SPRY4的HUVECs表现出与外泌体处理相似的血管生成缺陷，而shRNA敲降SPRY4则显著改善内皮功能。

SPRY4-PTPRB interaction modulates angiogenic signaling

质谱鉴定出PTPRB是SPRY4的主要结合蛋白（富集倍数29.2倍）。GST pull-down和Co-IP实验证实两者直接相互作用，且该结合增强PTPRB的磷酸酶活性。

SPRY4-PTPRB interaction impairs HUVEC angiogenesis via suppressing TIE2/PI3K/AKT phosphorylation cascade

机制研究表明，SPRY4-PTPRB复合物使TIE2受体酪氨酸磷酸化水平降低72%，导致下游PI3K（磷酸肌醇3激酶）和AKT（蛋白激酶B）信号失活。使用PTPRB抑制剂AKB9778或PI3K激活剂YS-49可恢复血管生成能力。

Targeted modulation of SPRY4-PTPRB axis rescues bone-vascular pathology in SONFH rat models

动物实验显示，脂肪BMSCs外泌体处理使大鼠股骨头骨体积分数（BV/TV）下降39%，而shSPRY4干预或AKB9778治疗可显著改善微血管密度（CD31+面积增加2.1倍）和骨小梁结构。

该研究首次阐明脂肪组织通过外泌体SPRY4-PTPRB轴破坏骨内血管稳态的分子途径，为SONFH提供了"一靶双效"的治疗新思路——既可抑制病态脂肪增生，又能恢复血供。特别值得注意的是，临床已进入II期试验的PTPRB抑制剂AKB9778在本研究中展现出治疗潜力，有望加速转化应用。这一发现不仅为SONFH的早期干预提供新靶点，也为其他缺血性骨病（如骨折不愈合）的治疗策略设计带来启示。