在牙科诊所拔掉智齿之后,您是否想过那颗牙齿后来怎么样了呢?被拔下来的牙齿会被放进医疗废弃物容器,就这样被焚烧掉。
然而,在它内部的牙髓(dental pulp)里住着干细胞。这些细胞是在发育过程中从神经嵴(neural crest)——产生周围神经的那群细胞——分化出来的(Chai Y, et al., Development 2000;127(8):1671–1679)。与源自中胚层的骨髓或脂肪干细胞不同,唯有牙髓的干细胞是神经的亲戚。今天要读的,是一篇追问能否把从这种“本该丢弃的材料”中采到的牙髓间充质干细胞(dental pulp mesenchymal stem cell, DPMSC)所放出的外泌体(exosome)——细胞把内容物包裹起来送往体外的、直径100 nm左右的小袋,是被统称为细胞外囊泡(extracellular vesicle, EV)的那类颗粒之一——用于脊髓损伤的论文。
先从结论写起。作者们把脐带、骨髓、牙髓这3种间充质干细胞(mesenchymal stem cell, MSC)的外泌体放在同一个实验体系里并排比较,因为牙髓来源的最好,于是选定了它。接着用蛋白质组分析鉴定出727个蛋白质,并缩小到蛋白酶体26S亚基非ATPase 1(proteasome 26S subunit non-ATPase 1, PSMD1)——蛋白质降解装置蛋白酶体的一个结构零件。作者们报告说,装载了它的囊泡使培养皿里的小胶质细胞向“修复一侧”倾斜,在隔壁房间培养的神经干细胞活了下来,小鼠的运动评分在受伤1周后上升了。所谓寻找脊髓损伤的治疗方法,或许与其说是在找“治好患者本人”的路,不如说是在找“改变这个人所在房间里的空气”的路。
先把诚实的边界写清楚。这篇论文用来试验治疗的,只有培养皿里的细胞和小鼠。 人的数据只有“在6名患者与6名健康者的检体中PSMD1偏低”这一项观察,而不是“在人身上也起效了”。而且,这是把市售人牙髓MSC的囊泡注入免疫正常的小鼠体内、跨越物种的设定。
在开始阅读之前,先堵住两个陷阱。第一个。PSMD1是蛋白酶体的零件,但这篇论文一次也没有测定过蛋白酶体的活性。 “零件作为装置发挥了作用”,只不过是读者容易自行补上的假设。第二个。本文中所说的“向M2一侧倾斜”,仅仅指用流式细胞术(把细胞一个一个流过、清点标记的仪器)测得的、落入CD68与CD206、或者CD68与CD163这两个标记同时发光的范围——这种划分被称为“门(gate)”——之内的细胞比例增加了,仅此而已。
另外,本文所列举的文献中,这篇论文自己引用的是 Liu 2022、Tomko 2013、Bencomo-Alvarez 2021 这3篇。其他文献,以及刊载期刊的指标、临床试验的登记、作者的业绩,都是本文在论文之外查证的内容。
期刊信息
- 论文标题: Exosomal PSMD1 Derived From Dental Pulp Mesenchymal Stem Cells Promotes Microglial M2 Polarization to Alleviate Spinal Cord Injury(源自牙髓间充质干细胞的外泌体PSMD1促进小胶质细胞M2极化以减轻脊髓损伤)
- 论文类型: 原著论文。这是一项由小鼠细胞株和小鼠脊髓损伤模型构成的临床前研究,不存在对人的给药(人的检体为6名对6名的观察)
- 作者: Xiaohui Xing(共同第一作者), Yuan Hao(共同第一作者), Guanghui Zhang, Xiaoyang Xing, Hongfei Jia, Chenlong Liu, Xin Wang, Tao Li(通讯作者), Xueyuan Li, Yilei Xiao(通讯作者) 共10人
- 所属机构: 以山东第一医科大学附属聊城市人民医院神经外科及该院的重点实验室为中心。此外还有山东大学第二医院、山东第一医科大学附属山东省立医院脊柱外科、美国布莱根妇女医院/哈佛医学院神经外科
- 刊载期刊: CNS Neuroscience & Therapeutics(Wiley出版)2026年, 第32卷, 第9期, 论文编号e71133
- DOI / 链接: 10.1002/cns.71133
- 同行评审与刊载日期: 2026年4月2日收稿,8月7日收到修订稿,8月24日接收
- 开放获取: 是(CC BY。注明出处即可自由再利用)
- Impact Factor: 未能确认到可以标注JCR年度的确定数值(无法访问 Journal Citation Reports,二次信息源的显示在4.3〜5.7之间不一致)。作为替代的一次数据,OpenAlex 算出的2年平均被引用次数为5.99(2026年9月9日获取)
- 期刊定位: 已被MEDLINE收录,自2019年起为完全开放获取。刊载数量从2020年的143篇增至2025年的560篇,约为4倍;2025年发表的论文中大半都包含中国所属的作者
- 资助: 山东省中医药科技项目 M-2022123、聊城市重点研发计划 2023YD42、山东省自然科学基金 ZR2021MH303、山东省泰山学者项目 tsqn202103200、聊城市人民医院青年科研基金 201910915、山东第二医科大学附属医院研发基金 2024FYM138 共6项
- 利益冲突: 申报为无。数据被写作“可向通讯作者依合理请求获取”,没有记载原始数据存入了哪个公共存储库(伦理批准为人体 2024258/动物 2024–02-19A)
关于通讯作者Tao Li/Yilei Xiao: Tao Li(山东第一医科大学附属山东省立医院脊柱外科,济南)——用论文的联系邮箱去检索PubMed,只命中1篇:2011年发表于 Nan Fang Yi Ke Da Xue Xue Bao(南方医科大学学报)的大鼠胸椎椎体生长板研究。由于“李涛”是极常见的姓名,这里不罗列无法对应上的业绩。不过,以同一家医院、同一个科室名义发表的 Tao Li 的2021年 European Journal of Pharmaceutical Sciences 论文,因与另一研究组的在先论文存在重大相似而于2023年被撤稿。但联系邮箱不同,是否为同一人无法确认。 另一位 Yilei Xiao(聊城市人民医院神经外科,ORCID 0000-0002-6651-4122)邮箱一致,身份认定是确切的。他在2018年报告了骨髓MSC来源外泌体可防止少突胶质细胞凋亡(Journal of Cellular Biochemistry 2018, PMID 30191592),在2024年报告了脂肪来源干细胞外泌体所装载的 lncRNA LRRC75A-AS1 在脊髓损伤后的抗炎作用(Applied Biochemistry and Biotechnology 2024, PMID 38165592)。后者与本论文的设计几乎相同,这是一支用MSC外泌体保护中枢神经这一主题已经追了8年的团队。另外,共同第一作者中只有 Xiaohui Xing 把哈佛医学院的附属医院一并列为所属之一,但除本论文之外并无显示其在职的文献记录。该院出现的最可靠路径,是该院神经外科的副教授、共同作者 Xin Wang(ORCID 0000-0002-9233-2170),但其角色仅为“稿件修订”。
首先,此前有哪些未解之谜?
脊髓损伤(spinal cord injury, SCI)的残酷之处,在于事故瞬间发生的事情与其后发生的事情是两码事。在最初的外伤之外,还会发生用论文的话来说是“过度炎症、胶质细胞活化、神经细胞凋亡、水肿、氧化应激”的二次损伤连锁(所谓凋亡,是细胞自己打开开关、像被折叠起来那样死去的程序性细胞死亡)。一次损伤在零秒内就结束了,等送到医院时已经无可挽回。
先用数字看看天花板。在北美6家机构开展的313例颈髓损伤前瞻性研究中,平均14.2小时手术的早期组与平均48.3小时的后期组相比,6个月后AIS分级(ASIA Impairment Scale。从完全麻痹的A到正常的E,用5个等级表示严重程度的尺子)改善了2个等级以上的,早期组为19.8%、后期组为8.8%(Fehlings MG, et al., PLoS One 2012;7(2):e32037)。由于手术时机出自主诊医师的判断,这不能读作因果关系,但即便是接近最佳的治疗,能够大幅改善的也只有5人中的1人左右。
主宰现场的并不是受伤的神经细胞,而是住在旁边的免疫细胞小胶质细胞。它与血液中的单核细胞属于不同谱系,在胚胎发育的极早期诞生于卵黄囊,在出生之前就定居到了脑和脊髓(Ginhoux F, et al., Science 2010;330(6005):841–845)。这位从出生之前就在的管理员,会以损伤为界改变性格,既转到杀死神经细胞的一侧,也转到帮助修复的一侧。
👦 学生:如果那位管理员乱来、导致炎症恶化,那让它安静下来不就好了吗?
🧬 艾克索太郎:这正是人们一度相信、后来却被迫修正的想法。两项都是小鼠的实验,不过,一旦让小胶质细胞耗竭,瘢痕形成就会崩坏、神经细胞反而死得更多,运动功能的恢复甚至变得更差(Bellver-Landete V, et al., Nature Communications 2019;10(1):518)。瘢痕本身也是如此,在小鼠中不让它形成,连轴突的再生都会显著减少(Anderson MA, et al., Nature 2016;532(7598):195–200)。不是把它赶走,而是改变它的心情。
表达这种“心情”的词语,就是 M1/M2。在把它引入小鼠脊髓损伤的研究中,有报告称只有M1表现出神经毒性,而M2即使存在抑制性的基质也促进了轴突延伸(Kigerl KA, et al., Journal of Neuroscience 2009;29(43):13435–13444)。本论文也是从这里出发的。不过这把尺子本身在动摇:2016年出现了明确指出它是过时概念的论述(Ransohoff RM, Nature Neuroscience 2016;19(8):987–991),2022年又出现了主张停止使用这种二分标签的共识文件(Paolicelli RC, et al., Neuron 2022;110(21):3458–3483)。本论文的60篇参考文献中,这两篇都没有收入。
牙髓之所以被选中,除了神经嵴起源之外,还因为其神经营养因子的分泌高于骨髓和脂肪(Mead B, et al., PLoS One 2014;9(10):e109305)。不过,“因为源自神经嵴所以适合神经修复”是一种推论,而不是已被证明的治疗原理。而且,牙髓干细胞(dental pulp stem cell, DPSC)的外泌体能抑制M1巨噬细胞化、从而抑制脊髓损伤的进展这件事,本论文是作为在先研究加以介绍的(Liu C, et al., J Nanobiotechnol 2022;20:65)。袋子有效这件事已经清楚了。空白在于里面的什么东西有效。
于是进入正题——细胞的垃圾处理厂。标题里的“垃圾处理厂”,指的就是这套装置。细胞会给不合格的蛋白质贴上写着“可以丢弃”的便签——泛素。这套机制就是泛素-蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system, UPS)。主体由2部分构成。20S核心颗粒是一个中空的桶,降解酶的刀刃只朝向内侧。盖子是19S调节颗粒,它抓住便签,用ATP把蛋白质解开后推进桶里。20S+19S=26S蛋白酶体。
那么,PSMD1在哪里呢? PSMD1是19S调节颗粒的结构亚基,它既不是刀刃也不是马达,而是把其他亚基组装起来的脚手架——若用建筑来比,就是柱子(Tomko RJ Jr, Hochstrasser M, Annual Review of Biochemistry 2013;82:415–445)。说这个幕后角色乘着囊泡跑到细胞外、去驱动另一个细胞的信号通路,等于是在说一个零件单独充当了信使。
👦 学生:只被送来一根柱子,感觉房子是盖不起来的。
🧬 艾克索太郎:这正是让人放不下心的地方。PSMD1在癌症研究中,一直是被当作“应当敲打的靶点”来对待的分子。在慢性粒细胞白血病中,它会稳定NF-κB(相当于炎症指挥中枢的转录因子,一旦进入细胞核,TNF-α和IL-1β的基因就会一齐启动)从而发挥致癌作用(Bencomo-Alvarez AE, et al., Oncogene 2021;40(15):2697–2710)。在癌症里是坏蛋,在脊髓里是好人。 而且这还是这篇论文自己作为参考文献54引用的论文。
这篇论文揭示了什么?
把三种干细胞放上同一个擂台
作者们从人脐带MSC、骨髓MSC、牙髓MSC(购自市售)的培养上清中用沉淀法回收外泌体,确认它们是平均直径约100 nm、被脂质双分子层(lipid bilayer)包裹的结构,并且检出了阳性标志物CD9、CD81、TSG101,而一旦混入就会造成麻烦的内质网Calnexin为阴性。在用1 μg/mL的脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)作用48小时、以模拟“发生了炎症的小胶质细胞”的小鼠BV2细胞中加入这3种之后,3种都部分恢复了下降的存活率(p < 0.001),但牙髓来源的最为显著(p < 0.001),凋亡抑制方面也是牙髓最强(p < 0.001)。
从727个到20个,再到PSMD1
仅把牙髓MSC的外泌体送去做液相色谱-串联质谱(liquid chromatography–tandem mass spectrometry, LC–MS/MS)——把混在一起的蛋白质依次流过、再根据质量判定身份的仪器——分析,鉴定出了727个蛋白质。在缩小范围这一步上存在讨论的余地。论文写道“包含朊病毒病和帕金森病在内的神经疾病相关通路被显著地代表”,但KEGG图中排在前面的是“COVID-19”“Ribosome”“ECM-receptor interaction”“Proteasome”,其中没有任何一项是神经疾病。朊病毒病排在第11位,帕金森病排在第15位。“Reactome分析显示NF-κB通路有显著参与”也只是一张只罗列了NF-κB相关条目的图,7个条目中靠后的3条 −log10(q值) 都没有达到1。
把神经退行性疾病相关群与NF-κB通路相关群交叉(韦恩图的明细是:仅神经退行性疾病一侧51个、同时进入两侧的20个、仅NF-κB一侧2个——NF-κB一侧全部加起来只有22个),得到20个重叠蛋白质。它们是PSMA1〜PSMA7、PSMB1/2/4/5、PSMC3/5/6、PSMD1/2/11/12/14 这19个蛋白酶体亚基,加上UBA52。候选者几乎全员都是同一台机器的零件。19S一侧和20S一侧都齐了。不过,由于这是先提取、消化之后再测定的分析,无法区分它们是作为26S复合物装在里面的,还是散开的。
PSMD1被选中的理由有3个。第一,有报告称它与神经退行性疾病的进展相关。第二,它在本研究中被检出。第三——这里是本论文中唯一的人的数据——把6名脊髓损伤患者(发病超过24小时、18岁以上)与年龄相匹配的6名健康者相比,患者来源的外泌体中PSMD1显著偏低(血液来源 p < 0.01,脑脊液(cerebrospinal fluid, CSF)p < 0.05)。不过这是横断面的观察,既无法区分因果的方向,也无法区分混杂因素。
👦 学生:如果有19个候选都是同一台机器的零件,那从里面挑出1个还有意义吗?
🧬 艾克索太郎:这个疑问正戳中了这篇论文的要害。 支撑这一筛选的只有第三条患者数据。图的图例里写着“这些之中只有PSMD1在外泌体中被检出”,但按字面意思,这与正文所说的鉴定出727个并不吻合。大概是“只对PSMD1做了Western确认”的意思,可这一句话就是单独追查PSMD1的唯一正当性依据。
向修复一侧倾斜的钥匙,是JAK2/STAT3
在给予LPS的BV2中,M1的指标 CD68⁺iNOS⁺ 增加(p < 0.001),M2的指标 CD68⁺CD206⁺ 减少(p < 0.01);加入牙髓MSC外泌体后,两者都朝反方向移动(均为 p < 0.001),被论文称为“M1活化的下游介质”的 CXCL12、IL-1β、TNF-α 也受到了抑制(p < 0.05)。
在信号通路方面动起来的是JAK2与STAT3——它们是把细胞表面的信号送到细胞核的接力角色,一旦被装上名为磷酸的开关(被磷酸化)就会“开启”。论文测定的是磷酸化型与总量之比。LPS刺激显著“改变了”p-JAK2/JAK2 比和 p-STAT3/STAT3 比(均为 p < 0.001),而外泌体使这些比值上升了(分别为 p < 0.05、p < 0.01)。“改变了(altered)”——究竟是增加还是减少,正文里一次都没有写。 另一方面,p-STAT6/STAT6、p-ERK/ERK、p-CEBPβ/CEBPβ 则没有显著差异。加入10 μM的STAT3抑制剂 stattic 之后,连M2标志物CD163、CD206的上升也被抵消了(均为 p < 0.01)。作者们用JAK2/STAT3途径来解释M2化,但经典M2的中心是STAT6。那里没有动起来意味着什么,讨论部分并未触及。
PSMD1本身也被做了加减。在BV2中过表达它之后,M2一侧的指标(CD68⁺CD163⁺、CD68⁺CD206⁺)增加(p < 0.001),用siRNA(small interfering RNA,一种能暂时降低目标基因功能的短RNA)处理则朝反方向移动(p < 0.01);IL-1β 与 TNF-α 在过表达时减少(均为 p < 0.05)、在敲低时增加(均为 p < 0.01),信号通路也朝两个方向都动了(全部 p < 0.001)。然而这张图里,并没有一个面板能显示BV2中PSMD1的蛋白质量实际发生了增减。
在供给一侧降低PSMD1之后,细胞与外泌体中的PSMD1都减少了;用过表达的外泌体可使接收方的M2一侧增加,用敲低的则把它抵消。不过关于这项拯救实验,论文一个p值都没有印出来,图例中甚至没有显著性符号的定义。接下来,作者们制作了表达 PSMD1-GFP 融合蛋白的牙髓MSC,其外泌体比阴性对照载体来源的外泌体更强地增加了M2一侧(p < 0.01)。
神经干细胞是隔着一个房间被保护的(论文如此说)
把接收方换成小鼠神经干细胞NE-4C之后,LPS降低了存活率(p < 0.05)、增加了凋亡(p < 0.001),而外泌体使两者都得到改善(p < 0.05);论文写道,装有PSMD1的一方效果更大(但正文中没有这项组间比较的p值,只是在图8的图例中定义了“&=与OE-NC-Exo组的比较”,具体数值无法从正文中读到)。在电子显微镜下,细胞把自身内容物包裹起来送去降解的机制(自噬)所用的小袋、也就是自噬体减少了,自噬的标记Beclin-1与LC3II、以及执行细胞死亡的caspase-3下降,给细胞死亡踩刹车的Bcl-2上升(均为 p < 0.05)。
👦 学生:自噬不就是细胞的打扫吗?抑制它怎么就成了好事呢?
🧬 艾克索太郎:这正是最让人不舒服的地方。在神经细胞中,基础状态的自噬反倒是保护性的,在小鼠中阻断神经系统的自噬会引起神经退行性变(Hara T, et al., Nature 2006;441(7095):885–889)。而且LC3-II的下降,既可以读作“自噬体造不出来了”,也可以读作“刚造出来就被快速降解了”——完全相反的两种情况都会造成它下降。要区分开来就需要共识指南所要求的“通量(flux)测定”(Klionsky DJ, et al., Autophagy 2021;17:1–382),但他们没有做。还有,在培养实验中被写成下降了的是 caspase-3,与动物实验中的 cleaved caspase-3 并没有分开写。活化后的切割型是否减少了,从这一行里读不出来。他们也没有试验阻断自噬之后存活的改善是否会消失,所以究竟是“因为下降了所以活了下来”,还是“只是应激减轻了所以下降了”,也定不下来。 摘要里的 “inhibited autophagy”,比数据往前多走了一步。
最富雄心的一手是Transwell共培养。上面的房间里放BV2和装有PSMD1的外泌体,下面的房间里放经LPS处理的NE-4C。上面的BV2中M2一侧的门增加了(p < 0.01,PSMD1组更强,p < 0.001),下面的NE-4C则存活率上升(p < 0.05)、凋亡减少(p < 0.001)。作者们由此得出结论:这是经由BV2的M2极化而实现的间接神经保护。这个主张是说,并不是把药直接交给了虚弱的住户,而是改变了隔壁房间的空气之后,住户的状况就变好了——不过,这里发生的事情是培养皿里的事情。而且没有设置不放BV2、只放囊泡的对照组,论文自身的数据表明,即便没有BV2,囊泡也能提高NE-4C的存活率。正确的结论应当是:存在直接作用,间接途径也可能存在——比例不明。
在小鼠上,只看了1周
作者们把成年雌性BALB/c小鼠(26–30 g) 随机分配到4组、每组 n=7(Control+PBS、Model+PBS、Model+导入阴性对照载体的MSC的Exo、Model+PSMD1-Exo),用戊巴比妥钠50 mg/kg麻醉,在第10胸椎(T10)的高度切除椎板(覆盖在脊髓上方的骨性拱门)使脊髓暴露,再用打击装置(impactor)造成挫伤。正文中没有给出打击条件。受伤2小时后,给予100 μL用荧光染料DiR标记的外泌体——原文是 “intramuscular injections … at the injury site”,也就是向损伤部位进行肌肉内注射,形式上是注入了周围的肌肉而不是脊髓,但并没有关于准确位置的说明。
运动功能用BBB评分(Basso–Beattie–Bresnahan locomotor scale。按0〜21分给后肢动作打分的步行尺子,与常见的“血脑屏障”的BBB是不同的缩写)测定,而且只测了受伤1周后的1个时间点:损伤组急剧下降(p < 0.001),PSMD1组显著改善(p < 0.05)。不过免疫染色是既无定量也无统计的代表性图像——据称PSMD1在损伤组中下降、给药后“恢复”,Ki67(增殖的标记)阳性细胞在PSMD1组中更多,M1一侧的标记iNOS的荧光减少,M2一侧的标记CD206在PSMD1组中最强。
定量只有Western blot和血清。cleaved caspase-3 与 Bax 在损伤组中上升(p < 0.01),在两个外泌体组中下降(p < 0.01)。NGF与NT-3在损伤组中反而上升(p < 0.01),给予外泌体后进一步上升(p < 0.05)。GFAP与vimentin——它们是活化星形胶质细胞的标记,上升就是“胶质瘢痕正在长大”的征象——在损伤组中上升(p < 0.001),在PSMD1组中下降(p < 0.01)。血清中的IL-1β与TNF-α在损伤+PBS组中显著上升(p < 0.001),给予外泌体后显著下降(p < 0.05)。另外,作者们在讨论部分写的是 “was associated with”、在结论部分写的是 “may contribute”,比摘要更为谨慎。这种温差可以成为一条线索。
未来将如何改变?(通向临床的道路)
这是一项临床前的原著研究。 把牙髓MSC的外泌体给人使用的临床试验,在2026年9月9日检索ClinicalTrials.gov的范围内一件登记都没有(ChiCTR和jRCT未作确认,所以不能说“世界上不存在”)。不仅如此,针对创伤性脊髓损伤的细胞外囊泡干预试验本身就一件都没有。脑卒中、肌萎缩侧索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis, ALS)、阿尔茨海默病都有多项第I/II期在推进,唯独脊髓损伤这一块空着一个大洞。 若是细胞本身,以脊髓损伤为对象的登记试验有38项。
不过,这种模式本身已经进入了人体。2024年报告了一项第I期试验:对9名完全麻痹的亚急性期脊髓损伤患者经鞘内给予同种异体人脐带MSC来源的外泌体,在12个月的随访中没有出现归因于干预的不良事件,并且在与前面提到的AIS同属ASIA(American Spinal Injury Association)的感觉评价中,痛觉(pinprick,P = 0.039)与触觉(light touch,P = 0.038)的评分显著改善(Akhlaghpasand M, et al., Stem Cell Research & Therapy 2024;15(1):264)。但这是单组、非盲法、9例。它是安全性的第一步,而不是有效性。
👦 学生:既然能从本该丢弃的组织里采到,那把自己的智齿留起来不就好了吗?
🧬 艾克索太郎:这个想法很正当。不过,这篇论文实际做的是“别人的、而且是另一种生物的”细胞。 他们用的是市售人牙髓MSC,给药对象是免疫正常的BALB/c小鼠,而论文对这种跨物种的组合一句话也没有讨论。急性期时说“现在开始培养”是赶不上的,所以现实中只能是事先做好备用的异体制剂。 那么这一来,货物又会随供体而变。是自体还是异体,是乳牙还是恒牙,供体有几人、传代了多少代——这些在这篇论文里全都没有写。 在局限性那一节里说“货物组成可能在供体之间变动”,却不写供体信息,这让人心里不太踏实。
牙齿的干细胞“本身”,已经走到了设计严格的临床试验阶段。帝人制药的 JTR-161 是一种源自健康成人牙髓的同种异体干细胞制剂,它在以79名急性期脑梗死患者为对象的双盲随机安慰剂对照第I/II期试验中,采用每例单次静脉内给予 1×10⁸ 或 3×10⁸ 个的设计,于2021年完成。不过,试验结果并未登记在 ClinicalTrials.gov 上(截至2026年9月9日。jRCT等日本国内登记未作确认),在能够确认的范围内,无从得知它是否有效。 即便如此,细胞已经送到人身上了。没有送到的,是这些细胞放出的外泌体。
该如何批判性地解读这项研究?(局限性与进一步提升质量的道路)
在批评之前先说优点。先对3种细胞来源实测之后再作选择;从蛋白质组分析中提出候选分子;用患者检体把研究与人连接起来。在过表达→敲低→拯救之上,还放入了通路抑制剂。用Transwell自己去追问“是直接还是间接”。在宣称再生的同时,没有隐瞒 NeuN(给成熟神经细胞的细胞核染色的标记)下降这一所见。 好研究的局限与坏研究的局限是不同的。这属于前者。
作者自己承认的局限有5项。①效果是短期的。②沉淀法可能把杂质一并分离出来,而且货物可能在供体之间变动。③患者检体和 in vivo 都是小规模,临床信息也有限。④仅凭过表达与敲低无法确定PSMD1就是活性成分。⑤效果也可能来自其他货物,M2极化与神经干细胞的关系也很复杂。最后两点由他们自己写出来,这一点是诚实的。那么,下面来看没有被触及的问题。
剂量哪里都没有印出来。 动物实验只有“100 μL”这个体积,培养实验中则连加入了多少量都没有写上一行。LPS和stattic都有浓度,唯独主角没有。
👦 学生:100 μL 不行吗?数字不是写得很清楚嘛。
🧬 艾克索太郎:体积不是剂量。这就像说“让他喝了一杯糖水”,却不写糖有几克一样。既然没有浓度,就既换算不成颗粒数,也换算不成蛋白质量。 而且这篇论文是测了颗粒浓度的——纳米颗粒追踪分析那张图的纵轴就是 Particles/mL。明明有可以测的手段,给药液的数字却没有登载。
这一点直接击中的是3种来源的比较。由于没有写是否对齐了颗粒数,牙髓的胜出究竟是“货物更优秀”,还是仅仅“牙髓MSC放出的颗粒最多”,无法判定。 效应量上也有同样的漏洞,BBB的“显著改善(p < 0.05)”在0〜21分中相当于几分、IL-1β的“显著下降”是百分之多少,都没有给出。 对于4组 n=7 这样的设计,既没有事先的检验效能计算,也没有主要评价指标的事先指定,也没有手术死亡与排除的报告(这些都是报告规范ARRIVE 2.0所要求的项目)。培养实验只写了“三重测定独立做3次”,无法判定各图中的n究竟是3还是9。 如果把技术性重复当作n,p值就会变小,但究竟以哪一个作为分析单位并没有写——对组间比较本身是施加了多重比较校正的,可伪重复并不能通过这种校正来纠正。BBB是针对大鼠验证过的量表(Basso DM, et al., Journal of Neurotrauma 1995;12(1):1–21),后来才为小鼠制作了 Basso Mouse Scale(Basso DM, et al., Journal of Neurotrauma 2006;23(5):635–659)。本研究对顺序量表使用了单因素方差分析+Tukey,而且损伤刚发生后的基线评价没有记载。
蛋白质组学部分,缺少再现所必需的记载。 方法中一边举出EASY-nLC和Orbitrap Eclipse Tribrid(Thermo公司)这样的仪器名称,一边又并列写上了通常是作为其他厂家仪器的采集方式来描述的PASEF MS/MS的参数(Meier F, et al., Molecular & Cellular Proteomics 2018;17(12):2534–2545),因此读不出究竟是用哪一台仪器测定的。检索引擎、FDR阈值、重复次数都没有报告。“727个”这个数字,在向作者询问并查看原始数据之前是无法重复验证的。 而且,筛选的过滤条件是NF-κB相关,可机制的验证却偏向了JAK2/STAT3,NF-κB的实测并没有报告。
直接检验通路依赖性的实验,只有1种抑制剂。 论文展示了JAK2/STAT3会随PSMD1的增减而动,但用来阻断通路的只有 stattic 10 μM,而且处理时间没有写,也没有显示stattic组细胞存活情况的数据。 因此无法分辨M2标志物消失是因为阻断了通路,还是仅仅因为细胞变虚弱了;既没有JAK2抑制剂,也没有STAT3的siRNA。更何况,stattic 是STAT3的抑制剂,却把外泌体所带来的 p-JAK2/JAK2 比的上升也一并抵消了(p < 0.01)。论文没有尝试解释,也没有用来否定非特异性作用或细胞毒性的数据。 被列为优点的抑制剂,其优点也仅止于“放进去了”这一步。
明明以蛋白酶体为名,它的功能却一次都没有被测定。 既没有活性测定,也没有用MG132进行的抑制,也没有对其是否整合进26S复合物的确认。囊泡的摄取用PKH26标记的荧光图像来展示(图1d、图7c、图8a),接收方BV2中PSMD1增加这一点也在图6e中。 但这并不是蛋白质本身传递过去了的证明,用接收方自己合成的量同样可以解释。明明既有PSMD1-GFP融合细胞株、也有抗GFP抗体,却没有1条把摄取后的BV2裂解液用抗GFP抗体跑出来的泳道。 体内的依据只有DiR这种进入膜的染料的近红外荧光图像,既没有定量和统计,也没有只打游离染料的对照组,也没有按脏器的分布。 挫伤后的T10是血液脊髓屏障已被破坏的部位,所以即便只注射染料,损伤部位也可能发光。 更何况,没有记载确认过基因导入试剂或表达质粒是否残留在分离组分中。 如果有混入,那么“BV2中PSMD1增加了”也可以用BV2自己合成的PSMD1来解释,可载体骨架的qPCR却没有。
分离方法的粗糙,直接击中了唯一的人的数据。 聚合物沉淀法会把脂蛋白也一起沉下来,而国际报告标准(Welsh JA, et al., Journal of Extracellular Vesicles 2024;13:e12404)所要求的正交验证,以及向可供第三方核查实验条件的国际数据库EV-TRACK的登记,从正文中都无法确认。由于急性期蛋白的增加、输液造成的稀释、溶血都会改变回收效率,所以“患者体内PSMD1偏低”这个差异究竟是囊泡内容物的差异,还是共沉淀组分组成的差异,无法分开。
而且,这个培养体系本来就不是脊髓损伤。 方法的正文中写着“To mimic SCI in vitro”,而实际做的是用1 μg/mL的LPS作用48小时。LPS是内毒素,是一种单线敲打TLR4的刺激。然而外伤急性期发生的是没有细菌的无菌性炎症,点火的是从破损细胞中漏出的DAMPs(HMGB1、ATP等)。在LPS下动起来,并不能保证在外伤下也会动。 BV2是被永生化的小胶质细胞“样”细胞株,NE-4C是通过缺失p53而被永生化的神经外胚层细胞株。把凋亡作为主要读出指标的实验,却是在缺了p53通路的细胞中进行的——这意味着什么,哪里都没有写。
“数比例”这个行为本身也有陷阱。 M1/M2的主要读出指标是百分比(同时也并用了免疫荧光和Western blot)。论文自己报告说,LPS在48小时内降低了BV2的存活率(p < 0.001)。如果只是LPS选择性地杀死了其中一种表型、而外泌体把它救了回来,那么即便细胞没有改变性格,比例也会移动。 体内的部分更为薄弱:标题断言是 “Microglial”,却连一项能区分常驻小胶质细胞与浸润巨噬细胞的染色都没有;Control组没有做手术,所以差异中整整混进了手术创伤;而且in vivo 没有敲低组,PSMD1的必要性在体内并没有得到验证。
那么,怎样做才能提高质量呢? 按成本顺序来说。零追加实验就能做到的。(1) 把原始数据存入PRIDE,并明确写出仪器、FDR阈值、重复次数。(2) 把全部剂量改写成颗粒数与μg蛋白质,并确定给药位置与打击条件。(3) 用 Kruskal–Wallis+Dunn 重新分析BBB。用现有材料就能做到的。(4) 用BV2裂解液跑1条抗GFP的Western泳道。(5) 在患者检体中把剩下的18个亚基也测一遍。几周内能做到的。(6) 对齐颗粒数的3种来源比较,(7) 用另一区域的siRNA做拯救,(8) MG132与活性测定,(9) proteinase K保护实验,(10) 共培养的“无BV2”组,(11) 载体骨架qPCR与残留试剂的确认,(12) 用JAK2抑制剂与STAT3 siRNA做正交验证,以及NF-κB的实测。几个月内能做到的。(13) 在 in vivo 中加入 sham组、未改造外泌体组、敲低组,并且用两种性别,BBB从第1天起每周1次一直取到第8周。(14) 用原代小胶质细胞和DAMP刺激再现主要结果,并观察在用CSF1R抑制剂清除了小胶质细胞的小鼠中效果是否会消失。
作者们在局限性那一节里正确地写下了“需要追加的验证”。可是,作为具体措施举出的是双荧光素酶报告基因实验——而且仅此一项。这项设计究竟要测什么并没有写,“是否在囊泡内部”“是否送达了接收方”“是否驱动了JAK2”,究竟要如何去确认,都读不出来。 唯一被指名的追加实验,却是1行内容不明的文字——我认为,单这一点就象征了这篇论文整个机制分析的面貌。
总的来说,好的设计全都停在了最后一步之前。比较了3种来源,却不写剂量;被称作 “two independent” 的那2条siRNA,其正义链一直到20个碱基都是一致的。 把蛋白酶体的亚基立为主角,却一次都没有测过蛋白酶体。
艾克索太郎的视角
这篇论文与我自己的研究主题直接相连。我一直在持续开展把骨髓间充质干细胞(MSC)来源的小型细胞外囊泡(small extracellular vesicle, sEV)应用于脊髓损伤治疗的研究。在我此前报告的研究中——那是在啮齿类重度脊髓损伤模型上做的实验——经静脉给予的MSC本身并没有抵达损伤部位,然而MSC在体内放出的sEV却迁移到了损伤部位,并与那里的M2巨噬细胞特异性地结合(Nakazaki, M., et al., Journal of Extracellular Vesicles 2021;10(11):e12137)。把sEV分3天给药之后,M2巨噬细胞内的TGF-β表达上升,血液脊髓屏障的通透性下降,并获得了与直接给予MSC相当的运动功能恢复。
诚实地写3点。第一,我从以前就一直写道:脊髓损伤后的髓系细胞并不是M1与M2这两个箱子,而是在一条连续的谱系上移动,如何为其掌舵才是治疗的关键。 本论文的双参数门是在连续体上人为划线的操作性定义,线一划下去,“左右两边的细胞对调了”这样的故事就诞生了。标题把 “Microglial” 说得如此斩钉截铁,这是我最放不下的地方。 在我自己的论文中也没能把构成完美地区分开来,所以这个批评首先会回到我自己身上。
第二,也说说对自己不利的话。我们当时使用的,是未经任何加工的天然MSC-sEV。 既然未加改造的囊泡稳定了屏障、带来了功能恢复,那么把效果归于某一种货物蛋白质的这篇论文的故事,就多少让人觉得不太踏实。而且动物实验的对照并不是未加改造的囊泡,而是阴性对照载体来源的囊泡,两组在BBB上是否存在差异,从正文中读不出来。
第三,最刺到我自己的一点。我一直批评细胞外囊泡的论文不去数清剂量。不过,我承认自己也一直站在同一面墙的前面。 这既是对别人的要求,同时也是留给自己的作业。
即便如此,这篇论文还是留下了一些东西。那就是“间接地”这个词的重量。把上下两个房间分开之后所看到的,是这样一种可能性:急性期灭火作业的实质,或许并不是泼水,而是改变现场管理员的判断。 即使证明只完成了一半,提问的方式是正确的。正因如此,我不怕被说冒失,提一个要求。我本希望他们哪怕只用一种蛋白酶体抑制剂。 因为这是查看“作为蛋白酶体的功能是否与效果相关”的最朴素的一手。不过,仅凭1种抑制剂的结果并不能就此确定机制。无论结果如何,这篇论文本都会变得更有意思。 当然,这是一项临床前研究,小鼠身上的1周并不意味着在人身上的有效性已被证明。即便如此,本该被丢弃的牙齿中采到的细胞,把蛋白酶体那个不起眼的零件装上囊泡,去改写脊髓管理员的心情——这幅画面,坦率地说很美。为了本该被丢弃的东西有一天能让某个人的腿动起来,我今天也在继续研究。
※本文在人工智能的协助下撰写。
