低氧预处理人脐带间充质干细胞促进其源性外泌体对心肌梗死后心肌损伤的修复

背景:研究表明,外泌体是干细胞治疗心肌梗死的重要作用机制,低氧预处理对人脐带间充质干细胞外泌体的量和内容物都有所影响。目的:比较常氧和低氧预处理人脐带间充质干细胞源性外泌体对大鼠心肌梗死后心肌损伤修复的影响及可能机制。方法:①从健康新生儿脐带中分离出人脐带间充质干细胞培养至第4代,待50%-60%融合时,更换为无血清培养基,分别置于传统培养箱和低氧孵箱培养48 h,采用超速离心法从两组细胞培养上清中提取外泌体;②SD雌性大鼠(购于山西医科大学实验动物中心)50只,其中40只建立心肌梗死模型,10只进行假手术处理。从造模成功大鼠中取30只随机分为3组:模型对照组、低氧外泌体组、常氧外泌体组,每组10只。心肌梗死术后1周,再次打开心脏,在变白区即梗死区周边四点注射相同体积外泌体或PBS,每点体积25μL,每只100μL。移植后1周,行超声心动图检测,然后取心脏标本进行苏木精-伊红染色和Masson染色,Western blot检测凋亡相关蛋白Cleaved-caspase 3和Bcl-2的表达。结果与结论:①移植后1周,与模型对照组相比,低氧外泌体组和常氧外泌体组左室射血分数、短轴缩短率明显增加(P <0.01),左室舒张末期内径、左室收缩末期内径显著减小(P <0.01),其中低氧外泌体组上述指标改善最显著(P<0.01);②苏木精-伊红染色结果显示,假手术组细胞排列整齐,模型对照组病变程度最严重,低氧外泌体组病变程度轻于常氧外泌体组;③Masson染色结果显示,低氧外泌体组和常氧外泌体组的胶原容积分数低于模型对照组,以低氧外泌体组减少最为明显(P <0.01);④Western blot结果显示,与模型对照组相比,低氧外泌体组和常氧外泌体组心肌组织凋亡相关蛋白Cleaved-caspase 3的表达减少,Bcl-2的表达增加,均以低氧外泌体组改变最为明显(P <0.01);⑤以上结果表明,人脐带间充质干细胞经低氧预处理后,其源性外泌体明显促进了SD大鼠心肌梗死后心肌损伤的修复。

人脐带间充质干细胞来源外泌体提取方法的比较

背景:近年来"无细胞"的干细胞治疗方法备受关注,但对于提取高质量外泌体的方法尚无确切定论。目的:采用3种方法提取人脐带间充质干细胞中的外泌体,筛选最佳提取外泌体的方法。方法:分别用Total Exosome Isolation试剂盒、Exo Quick试剂盒及差速超速离心法提取人脐带间充质干细胞来源的外泌体。使用透射电镜观察外泌体形态,BCA法进行蛋白质定量,western blot检测外泌体表面标志物CD9、CD81、CD63的表达。结果与结论:(1)3种方法均可以从培养基中提取到间充质干细胞来源的外泌体,并且在透射电镜下观察到圆形或椭圆形的膜性小囊泡;(2)差速超速离心法提取的外泌体中的蛋白浓度和纯度最高,Exo Quick试剂盒法其次,Total Exosome Isolation试剂盒法得到的蛋白浓度最低,且3者比较差异有显著性意义(P<0.05);(3)3种方法提取的外泌体均表达其表面特异性标志物CD81、CD63和CD9,且在含有相同蛋白浓度的情况下,差速超速离心法提取的外泌体的表面标志物含量最高,Exo Quick试剂盒法其次,Total Exosome Isolation试剂盒法提取的外泌体表面标志物含量较低;(4)差速超速离心法和Total Exosome Isolation试剂盒法的操作时间明显多于Exo Quick试剂盒法,差异有显著性意义(P<0.05);(5)结果表明,尽管差速超速离心法耗时稍长,但是纯度相对较高,满足实验的基本需求,可作为一种合理的分离方法。

组织叶酸检测方法的建立及应用

目的:采用目前常用的化学发光法检测组织叶酸,探索不同叶酸前处理,寻求合适的检测组织叶酸的实验方法。并将优化好的方法应用于叶酸缺乏小鼠模型的检测。方法:通过化学发光法检测组织叶酸含量,首先将一定量的组织放入合适的buffer中,匀浆器匀浆后,通过超声或煮沸处理样本,离心后,得到上清样本,建立标曲和质控后,进行上机测定。该方法中我们通过探讨不同的buffer(包括PBS、Lysis和Tris-base盐溶液)处理组织叶酸,和不同的处理条件(包括是否煮沸及煮沸时间、样本处理时间等),探讨该方法检测组织叶酸最优化条件;并应用该方法进行小鼠叶酸缺乏模型中各组织叶酸含量的检测。结果:我们选择雄鼠肝组织进行叶酸检测,分别用PBS、Lysis和Tris-base盐溶液进行样本前处理,结果发现同样的处理条件下,如不煮沸条件下,Tris-base盐溶液(38.72 ng/mg)>PBS(15.68 ng/mg)>Lysis(11.9 ng/mg),提示Tris-base盐溶液可能有助于叶酸的稳定,防止降解。同时,我们探讨煮沸对叶酸检测结果的影响,结果发现同一种前处理下(如Tris-base),不煮沸(38.72 ng/mg)>煮沸1分钟(36.36 ng/mg)>煮沸3分钟(33.28 ng/mg)>煮沸5分钟(30.72 ng/mg),说明叶酸含量随着煮沸时间的延长逐渐降低。此外,我们还对叶酸检测结果的重复性和稳定性进行了评估,结果发现不煮沸条件下,叶酸结果重复性很好,但随着时间延长稳定性会逐渐下降。因此,我们选择了Tris-base盐溶液进行前处理,条件选择为不煮沸和立即检测来减少因样本处理问题产生的误差。我们用该方法检测了叶酸缺乏小鼠模型的各组织叶酸含量,结果发现肝组织18.81 ng/mg降为8.46 ng/mg,脑组织从0.37 ng/mg下降为0.19 ng/mg,脾脏组织从1.53 ng/mg下降为0.26 ng/mg,肺组织从0.47 ng/mg下降为0.13 ng/mg,肾脏组织从2 ng/mg下降为0.9 ng/mg,心脏组织从0.33 ng/mg下降为0.06 ng/mg说明饮食叶酸是体内叶酸的主要来源,其缺乏可能导致多种组织叶酸代谢异常。结论:组织叶酸化学发光法检测条件优化为Tris-base盐溶液进行前处理,条件选择为不煮沸,并将样本立即进行检测。我们用该方法检测小鼠叶酸缺乏模型发现低叶酸饮食能显著降低各组织的叶酸含量,可能对生长发育造成潜在的影响。

同型半胱氨酸致神经管畸形小鼠模型的建立及其作用机制

目的建立同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy)致神经管畸形(neural tube defect,NTD)的小鼠模型,并探讨其作用机制。方法以单独使用同型半胱氨酸硫代内酯(homocysteine thiolactone,HTL)及联合胱硫醚-β-合成酶(cystathionine-β-synthase,CBS)抑制剂氨基氧乙酸(aminooxyacetic acid,AOAA)建立小鼠NTD模型,其中单独使用HTL的剂量为100、300、500、700 mg/(kg·d),联用组中HTL的剂量为400、500、600 mg/(kg·d),AOAA剂量均为30 mg/(kg·d),于小鼠孕6.5~10.5 d连续给药,均经腹腔注射。选择最佳剂量建立NTD小鼠模型(NTD组),同时设正常对照组。ELISA法检测孕鼠血液中Hcy水平及胚胎脑组织中S-腺苷同型半胱氨酸(S-adenosylhomocysteine,SAH)和S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosylmethionine,SAM)水平,Click-i T EdU成像试剂盒检测小鼠胚胎神经上皮细胞的增殖情况,Western blot法检测胚胎脑组织中增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)的表达水平。结果建立NTD的小鼠模型最佳方案为500 mg/(kg·d)HTL+30 mg/(kg·d)AOAA,该条件下NTD发生率最高,死亡率较低。与正常对照组比较,NTD组Hcy、SAH和SAM含量均显著升高(P<0.01),SAM/SAH比值明显下降(P<0.01);胚胎神经上皮细胞增殖受到显著抑制(P<0.05);PCNA的表达水平显著下降(P<0.05)。结论联合使用HTL与AOAA成功建立了小鼠的NTD模型,抑制细胞增殖可能是导致NTD发生的重要机制。