骨髓间充质干细胞来源外泌体调节大鼠肝细胞凋亡的机制

背景:骨髓间充质干细胞可释放大量外泌体,关于骨髓间充质干细胞来源外泌体对肝细胞凋亡的影响以及具体机制还没有完全阐明。目的:探索骨髓间充质干细胞来源外泌体所携带的miR-21-5p对大鼠肝脏细胞凋亡的影响及其作用机制。方法:分离大鼠骨髓间充质干细胞,将miR-21-5p NC或miR-21-5p inhibitor转染到骨髓间充质干细胞中,采用超速离心法提取外泌体,命名为(BMSCs+miR-21-5p NC)-Exos,(BMSCs+miR-21-5p inhibitor)-Exos,将外泌体与BRL大鼠肝细胞共培养,观察抑制miR-21-5p表达后对大鼠肝细胞凋亡的影响。通过双荧光素酶报告基因检测验证外泌体中miR-21-5p和PIK3R1之间的靶向关系;TUNEL检测外泌体中miR-21-5p直接靶向PIK3R1激活PI3K/AKT信号通路对BRL大鼠肝细胞凋亡的影响。结果与结论:①双荧光素酶报告系统证实,PI3KR1野生型载体与miR-21-5p mimics共转染293T细胞时的荧光素酶活性显著低于PI3KR1突变型载体共转染组,表明miR-21-5p可靶向结合PIK3R1;②TUNEL检测结果显示:相比于(BMSCs+miR-21-5p NC)-Exos组,(BMSCs+miR-21-5p inhibitor)-Exos处理后BRL肝细胞凋亡率显著增加;与(BMSCs+miR-21-5p NC)-Exos组相比,加入AKT抑制剂LY294002之后,细胞凋亡率显著增加;③结果提示:外泌体可能通过miR-21-5p直接靶向PIK3R1激活PI3K/AKT信号通路抑制BRL大鼠肝细胞凋亡。

颌骨来源骨髓间充质干细胞成骨分化的特点、优势与应用

背景:颌面部骨组织缺损修复是目前研究的热点与难点,而种子细胞的选择是关键。颌骨来源骨髓间充质干细胞是存在于颌骨内的成体间充质干细胞,在颌面部组织再生方面的应用更具优势。目的:综述颌骨来源骨髓间充质干细胞的生物学特性和成骨分化优势以及药物、体内环境、微小RNA对其成骨分化影响的相关研究进展。方法:利用计算机在PubMed和中国知网进行文献检索。中文检索词为“口腔,骨组织工程,干细胞”,英文检索词为“oral,bone tissue engineering,stem cells”。共检索下载文章405篇,根据纳入与排除标准对文章进行筛选,最终纳入70篇文献进行综述。结果与结论:颌骨来源骨髓间充质干细胞是口腔骨组织工程的优良种子细胞,与长骨骨髓间充质干细胞相比,颌骨来源骨髓间充质干细胞具有更强的增殖能力和成骨分化能力。药物、体内环境、微小RNA均可以调控颌骨来源骨髓间充质干细胞的成骨分化,但目前对颌骨来源骨髓间充质干细胞的研究尚处于初始阶段,因此需要更多论证力较强的研究来证实其在颌面部骨组织再生领域的应用更具优势。

人甲床来源的脱细胞支架搭载骨髓间充质干细胞向指甲干细胞分化的研究

目的探究人甲床来源的脱细胞支架搭载骨髓间充质干细胞向指甲干细胞分化的作用。方法收集2022年至2023年在承德医学院附属医院手足外科进行截指术的15例患者的临床废弃甲床组织,制备成脱细胞甲床支架,使用试剂盒检测参照组(未脱细胞组)与脱细胞组(脱细胞甲床支架组)中总胶原蛋白含量、残留DNA含量;将脱细胞甲床支架与人骨髓间充质干细胞(hMSCs)进行共培养14 d。比较对照组(hMSCs组)与共培养组(脱细胞甲床支架+hMSCs组)体外细胞分化能力及指甲干细胞标志物[角蛋白15,角蛋白17,G蛋白偶联受体6(Lgr6)以及β-联蛋白(β-catenin)蛋白]含量。结果脱细胞组总胶原蛋白含量为(189.62±45.45)μg/mg,低于参照组[(196.02±41.93)μg/mg],但两组相比差异无统计学意义(P>0.05);脱细胞组中DNA含量为(0.41±0.15)μg/mg,明显低于参照组[(0.87±0.13)μg/mg],差异有统计学意义(P<0.05)。培养14 d后,共培养组吸光度值为1.09±0.07,对照组吸光度值为1.10±0.5,两组相比差异无统计学意义(P>0.05)。培养14 d后,共培养组角蛋白15、角蛋白17、Lgr6、β-catenin含量分别为(39.56±5.09)、(45.83±4.01)、(5.74±0.99)、(146.79±5.34)pg/mL,均明显高于对照组[(12.10±4.28)、(10.47±3.19)、(0.93±0.67)、(67.28±7.41)pg/mL],差异均有统计学意义(P<0.05)。结论脱细胞甲床支架中的DNA有被清除、保留胶原蛋白,与hMSCs共培养后细胞增殖能力正常,且可诱导hMSCs向指甲干细胞分化,为临床上治疗甲床缺损提供新思路。

骨髓间充质干细胞来源的miR-199a-5p通过抑制ZIK1/MAP3K11调节肾细胞癌细胞的增殖和侵袭

目的:研究骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BM-MSCs)来源的外泌体(exsome)中miR-199a-5p对肾细胞癌(renal cell carcinoma,RCC)细胞增殖和侵袭的影响。方法:分离骨髓间充质干细胞来源的外泌体(BM-MSCs-Exo),电子显微镜观察外泌体形态,Western blot方法检测外泌体标志蛋白CD9和CD63。CCK-8法检测RCC细胞在不同条件下的增殖速度,Transwell法检测RCC细胞的侵袭能力,q-PCR法检测miR-199a-5p以及ZIK1和MAP3K11的mRNA表达,双荧光素酶实验验证miR-199a-5p以及ZIK1和MAP3K11基因的3’UTR区域靶向结合。结果:BM-MSCs-Exo电镜下呈圆形囊泡状,直径约100 nm,且高表达CD9和CD63,RCC细胞摄取BM-MSCs-Exo后增殖和侵袭能力均被抑制,过表达miR-199a-5p的BM-MSCs-Exo能显著抑制RCC细胞的增殖和侵袭能力,抑制BM-MSCs-Exo中的miR-199a-5p后能缓解BM-MSCs-Exo对RCC的抑制作用,且发现过表达miR-199a-5p的BM-MSCs-Exo能显著降低ZIK1和MAP3K11的mRNA表达,而在BM-MSCs-Exo中抑制miR-199a-5p有相反作用。结论:BM-MSCs-Exo通过向RCC细胞转运miR-199a-5p抑制ZIK1和MAP3K11的表达,进而抑制RCC细胞的增殖和侵袭。

miR-141-5p/ZNF705A对慢性粒细胞白血病细胞源外泌体调控骨髓间充质干细胞黏附作用的机制

目的探讨慢性粒细胞白血病(chronic myeloid leukemia,CML)细胞源外泌体(exosome,Exo)中miR-141-5p/ZNF705A对骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)黏附作用的影响。方法电镜和NTA粒径分析检测CML患者外周血和K562细胞中的Exo形态大小;qRT-PCR和Western blot检测转染前后K562细胞的Exo、BMSCs标记分子及黏附蛋白的表达情况;细胞黏附实验检测BMSCs的黏附能力;CCK-8法检测BMSCs活性、萤光素酶实验检测miR-141-5p与ZNF705A结合情况等。结果qRT-PCR结果显示,miR-141-5p表达在CML患者和K562细胞源Exo中均明显降低;qRT-PCR和Western blot等结果表明,CML患者中BMSCs的黏附蛋白CD44和CXCL12表达明显降低,且能够吞噬K562细胞源Exo。进一步发现,与CD34^(+)细胞相比,K562源性Exo能够降低Exo促进的BMSCs中CD44和CXCL12表达和黏附作用;同时,双萤光素酶基因报告等验证miR-141-5p与ZNF705A靶向结合;最后发现通过上调K562细胞源Exo中miR-141-5p的表达,靶向抑制ZNF705A,进而促进BMSCs的活性和黏附功能。结论K562细胞下调Exo中miR-141-5p表达,减少对ZNF705A的靶向抑制,进而抑制BMSCs的黏附功能,从而调控CML患者的骨髓造血功能。

右归丸辅助骨髓间充质干细胞对家兔骨质疏松性骨折愈合的影响及机制初探

目的探讨右归丸辅助骨髓间充质干细胞对家兔骨质疏松性骨折愈合的影响及可能机制。方法研究时间为2023年1月至6月。将50只家兔分为正常对照组、模型对照组、右归丸组、骨髓间充质干细胞组、联合治疗组,各10只。除正常对照组外其余各组建立骨质疏松性骨折模型,并予以相应药物治疗。治疗结束后,测定家兔股骨骨密度(bone mineral density,BMD)、骨小梁数量、骨小梁厚度、骨小梁分散度以及股骨弹性模量、刚度、最大应力、最大承载力;实时聚合酶链式反应及蛋白印迹法测定股骨Janus蛋白酪氨酸激酶2/信号转导和转录激活子3(Janus kinase 2/signal transducer and activator of transcription 3,JAK2/STAT3)基因与蛋白水平。采用单因素方差分析及LSD-t检验进行数据分析。结果模型对照组家兔股骨BMD、骨小梁数量、骨小梁厚度,股骨弹性模量、刚度、最大应力、最大承载力,股骨JAK2、STAT3 mRNA和蛋白水平均低于正常对照组(均P<0.05),骨小梁分散度高于正常对照组(P<0.05);右归丸组、骨髓间充质干细胞组、联合治疗组家兔股骨BMD、骨小梁数量、骨小梁厚度、股骨弹性模量、刚度、最大应力、最大承载力、股骨JAK2、STAT3 mRNA和蛋白水平均高于模型对照组(均P<0.05),骨小梁分散度低于模型对照组(均P<0.05);联合治疗组股骨BMD[(1.76±0.13)g/cm^(3)]、骨小梁数量[(5.87±0.24)个/mm]、骨小梁厚度[(0.14±0.03)mm],股骨弹性模量[(343.27±21.04)MPa]、刚度[(904.25±73.25)N/mm]、最大应力[(32.63±3.17)N/mm^(2)]、最大承载力[(358.85±13.02)N],股骨JAK2、STAT3 mRNA[(3.45±0.26)、(3.60±0.28)]和蛋白[(0.82±0.05)、(0.84±0.05)]水平高于右归丸组[(1.41±0.15)g/cm^(3)、(3.88±0.28)个/mm、(0.10±0.02)mm、(304.62±20.41)MPa、(698.52±69.55)N/mm、(25.34±3.22)N/mm^(2)、(297.34±13.24)N、(2.58±0.26)、(2.29±0.23)、(0.60±0.05)、(0.53±0.07)]、骨髓间充质干细胞组[(1.47±0.14)g/cm^(3)、(3.89±0.28)个/mm、(0.09±0.03)mm、(299.54±16.94)MPa、(720.33±69.48)N/mm、(23.24±3.13)N/mm^(2)、(289.38±13.13)N、(2.63±0.25)、(2.30±0.24)、(0.59±0.06)、(0.53±0.08)](均P<0.05),骨小梁分散度[(0.34±0.02)mm]低于右归丸组[(0.42±0.03)mm]、骨髓间充质干细胞组[(0.43±0.03)mm](均P<0.05)。结论右归丸辅助骨髓间充质干细胞能明显促进家兔骨质疏松性骨折愈合,其机制可能与右归丸辅助骨髓间充质干细胞治疗能激活骨质疏松性骨折家兔股骨JAK2/STAT3信号通路有关。

骨粘连蛋白促骨髓来源间充质干细胞成骨分化在青少年特发性脊柱侧凸中的作用

目的探究骨骼肌分泌的骨粘连蛋白(Osteonectin)促骨髓来源间充质干细胞(BMSC)成骨分化在青少年特发性脊柱侧凸(AIS)中的作用。方法纳入30例AIS患者,根据X射线片测量的Cobb角,将其分为轻度AIS组和重度AIS组。比较2组患者腰椎和骨骼肌骨密度(BMD)。收集2组患者BMSC,通过流式细胞术检测CD73和CD90蛋白表达,qRT-PCR检测Runx2、Osterix和Osteocalcin mRNAs表达水平,ELISA检测碱性磷酸酶(ALP)活性。收集2组患者骨骼肌,检测Osteonectin mRNA和蛋白表达水平。ELISA检测2组患者血清中Osteonectin水平。体外培养BMSC,分为BMSC组(无特殊处理)和BMSC+Osteonectin组(添加Osteonectin),检测Runx2、Osterix和Osteocalcin mRNAs表达水平及ALP活性。结果与轻度AIS组比较,重度AIS组患者腰椎和骨骼肌BMD降低(P<0.05),BMSC中Runx2、Osterix和Osteocalcin mRNAs表达水平降低(P<0.05),ALP活性降低(P<0.05);骨骼肌中Osteonectin mRNA和蛋白表达水平降低(P<0.05);血清中Osteonectin水平降低(P<0.05)。与BMSC组比较,BMSC+Osteonectin组细胞Runx2、Osterix和Osteocalcin mRNAs表达水平升高(P<0.05),ALP活性升高(P<0.05)。结论AIS患者骨骼肌分泌Osteonectin减少,BMSC的成骨分化能力降低。外源性补充Osteonectin可改善BMSC的成骨分化能力,可能有助于AIS病情的恢复。

Osteonectin促进骨髓来源间充质干细胞成骨分化的机制及其与青少年特发性脊柱侧凸的相关性研究

目的 探究Osteonectin在促进骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨分化的分子机制,以及Osteonectin在青少年特发性脊柱侧凸(AIS)中的作用。方法 将2020年5月—2022年5月就诊的20例AIS及健康体检20例分别作为AIS组和健康组。使用qRT-PCR技术测定2组BMSCs中Osteonectin、BMP2以及Wnt/β-catenin信号通路相关基因(Tcf7、Lef1)和成骨分化相关基因(Runx2、Osteocalcin)的表达水平。通过X线检测AIS患者的Cobb角度,并分析上述基因表达水平与Cobb角度的相关性。在BMSCs中,加入Osteonectin和BMP2抑制剂Noggin,并分为对照组、Osteonectin组和Osteonectin+Noggin组。通过qRT-PCR检测BMSCs中BMP2、Tcf7、Lef1、Runx2和Osteocalcin mRNA表达水平。采用ChIP-qPCR检测β-catenin在Runx2和Osteocalcin基因转录起始位(TSS)的富集水平。结果 与健康组比较,AIS组BMSCs中Osteonectin、BMP2、Tcf7、Lef1、Runx2和Osteocalcin mRNA表达水平均降低(P<0.05);Osteonectin、BMP2、Tcf7、Lef1、Runx2和Osteocalcin mRNA表达水平与AIS患者Cobb角度呈负相关(r=-0.466 3、-0.369 1、-0.272 7、-0.543 4、-0.606 5、-0.343 3,P<0.05,P<0.01)。与对照组比较,Osteonectin组BMSCs中BMP2、Tcf7、Lef1、Runx2和Osteocalcin mRNA表达水平升高,且β-catenin在Runx2和Osteocalcin mRNA TSS富集水平增加(P<0.05)。相比Osteonectin组,Osteonectin+Noggin组BMSCs中Tcf7、Lef1、Runx2和Osteocalcin mRNA表达水平降低,β-catenin在Runx2和Osteocalcin mRNA TSS富集水平降低(P<0.05)。结论 在AIS患者中,BMSCs中Osteonectin、BMP2-Wnt/β-catenin的表达以及成骨分化水平与AIS疾病的发展呈负相关。Osteonectin通过激活BMP2-Wnt/β-catenin信号通路,促使β-catenin转录激活成骨分化相关基因,从而促进BMSCs的成骨分化。

骨髓间充质干细胞源外泌体保护顺铂相关急性肾损伤作用及机制研究

目的:探索骨髓间充质干细胞源外泌体(BMSC-exos)保护顺铂(CDDP)诱导急性肾损伤(AKI)作用及机制。方法:48只C57BL/6小鼠随机分4组:对照(CN)组、顺铂诱导AKI模型(CDDP)组、CDDP+BMSC-exos(CDDP+EXO)组、CDDP+BMSC-exos+PI3K抑制剂(LY294002)(CDDP+EXO+LY294002)组。分别腹腔、尾静脉注射生理盐水、顺铂、顺铂+BMSC-exos及顺铂+BMSC-exos+LY294002。留取血液测肌酐(SCr)和尿素氮(BUN);取肾组织进行病理分析;TUNEL观察肾小管上皮细胞(RTEC)凋亡;免疫组化染色检测活化的半胱氨酸蛋白酶3(Cleaved caspase-3)、葡萄糖调节蛋白78(GRP-78)、半胱氨酸蛋白酶12(caspase-12)和C/EBP同源蛋白(CHOP)表达定位;Western Blot法测定Cleaved caspase-3、GRP-78、caspase-12、CHOP、磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)和磷酸化丝苏氨酸蛋白激酶(p-AKT)表达。结果:在CDDP诱导AKI模型中,肾组织TUNEL阳性细胞数目明显增多(P<0.05),免疫组化免疫Cleaved caspase-3、GRP-78、caspase-12和CHOP阳性面积显著增加(P<0.05),Western Blot法证实,Cleaved caspase-3、GRP-78、caspase-12及CHOP表达水平显著上调(P<0.05),p-AKT表达水平显著下调(P<0.05)。经BMSC-exos治疗,肾组织TUNEL阳性细胞数目明显减少(P<0.05),免疫组化染色Cleaved caspase-3、GRP-78、caspase-12和CHOP阳性面积显著减少(P<0.05),Western Blot法证实,Cleaved caspase-3、GRP-78、caspase-12及CHOP表达水平显著下调(P<0.05),p-AKT表达水平显著上调(P<0.05)。BMSC-exos治疗前应用LY294002治疗,肾组织TUNEL阳性细胞数目明显增多(P<0.05),免疫组化免疫Cleaved caspase-3、GRP-78、caspase-12和CHOP阳性面积显著增加(P<0.05),Western Blot法证实,Cleaved caspase-3、GRP-78、caspase-12及CHOP表达水平显著上调(P<0.05),p-AKT表达水平显著下调(P<0.05)。结论:BMSC-exos保护CDDP-AKI作用机制可能是通过抑制内质网应激及激活PI3K/AKT信号通路。

糖尿病骨质疏松来源颌骨骨髓间充质干细胞成骨分化能力的研究

目的探究糖尿病骨质疏松来源颌骨骨髓间充质干细胞(rJBMMSCs)成骨分化能力及生物学特性是否发生改变。方法使用GK大鼠建立糖尿病骨质疏松(DOP)模型,建模成功后取大鼠下颌骨提取细胞,并进行干细胞鉴定,以正常Wistar大鼠作为对照组。CCK-8检测细胞增殖能力,平板克隆法检测细胞克隆形成能力,划痕实验检测细胞迁移能力,流式细胞术检测细胞周期。通过碱性磷酸酶(ALP)染色、茜素红(ARS)染色、qRT-PCR以及Westernblot检测其成骨分化能力。结果DOPrJBMMSCs的细胞增殖能力、克隆形成能力、细胞迁移能力均较对照组减弱。ALP染色及活性分析显示DOP组较对照组染色面积小且颜色浅,ALP活性显著降低。ARS染色显示DOP组矿化结节明显较对照组少,其OD值明显小于对照组。qRT-PCR以及Western blot结果显示DOP组的成骨相关因子在mRNA水平及蛋白水平表达均显著下降。结论相较于对照组,DOP rJBMMSCs的生物学特性发生改变,其成骨分化能力明显受损。

生长分化因子5诱导兔骨髓间充质干细胞的软骨分化

背景:生长分化因子5属于转化生长因子超家族成员之一,也是关节发育的最早标志之一,对软骨修复具有重要作用。目的:探讨生长分化因子5诱导骨髓间充质干细胞向软骨分化的作用机制。方法:分离培养兔骨髓间充质干细胞,CCK-8法检测不同质量浓度生长分化因子5对骨髓间充质干细胞增殖活性的影响,RT-PCR检测不同质量浓度生长分化因子5诱导骨髓间充质干细胞成软骨分化相关基因的表达;为进一步探讨生长分化因子5诱导骨髓间充质干细胞成软骨分化的作用机制,加入Wnt/β-catenin信号通路抑制剂XAV-939和激活剂Laduviglusib诱导培养14 d,RT-PCR和Western blot检测软骨相关基因和Wnt/β-catenin信号通路中相关蛋白的表达。结果与结论:①CCK-8结果表明生长分化因子5对骨髓间充质干细胞增殖没有明显影响;②生长分化因子5促进了软骨相关基因Ⅱ型胶原、蛋白聚糖、Sox9的表达,其中以50 ng/mL组软骨相关基因上调明显;③加入Wnt/β-catenin信号通路激活剂Laduviglusib之后,Sox9、β-catenin和Ⅱ型胶原表达上调(P<0.05),加入Wnt/β-catenin信号通路抑制剂XAV939之后,Sox9、β-catenin和Ⅱ型胶原表达下调(P<0.05);④综上,生长分化因子5诱导骨髓间充质干细胞向软骨分化可能与激活Wnt/β-catenin信号通路有关。

牙髓干细胞来源的凋亡囊泡对骨髓间充质干细胞增殖和成骨分化能力的影响

背景间充质干细胞来源的凋亡囊泡具有促进骨组织再生的作用,目前关于人牙髓干细胞凋亡囊泡(apoptotic vesicles derived from human dental pulp stem cells,hDPSC-apovs)用于骨组织再生的研究尚未见报道。目的探讨hDPSC-apovs对小鼠骨髓间充质干细胞(mouse bone marrow mesenchymal stem cells,mBMSC)增殖和成骨分化能力的影响。方法原代培养、分离和鉴定hDPSC,采用星孢素(staurosporine,STS)诱导细胞凋亡,高速离心法分离hDPSC-apovs并鉴定。将mBMSC与不同浓度的hDPSC-apovs(0μg/mL、0.2μg/mL、1μg/mL、5μg/mL、25μg/mL)进行共培养,CCK-8法检测不同浓度hDPSCapovs对mBMSC增殖能力的影响。mBMSC与不同浓度的hDPSC-apovs在成骨诱导培养基中共培养7 d后,茜素红染色分析钙结节形成,qPCR检测各组mBMSC的成骨分化相关基因Alp、Runx2、Spp1、Bglap的表达。结果与不含hDPSCapovs的对照组相比,0.2μg/mL、lμg/mL浓度hDPSC-apovs均能够促进mBMSC的增殖(P<0.05),而5μg/mL、25μg/mL浓度hDPSC-apovs则抑制mBMSC的增殖(P<0.05)。各浓度hDPSC-apovs处理组的钙结节形成量均高于对照组(P<0.05);qPCR结果显示,5μg/mL、25μg/mL组Alp、Runx2、Spp1、Bglap表达均上调(P<0.05),1μg/mL组只有Alp和Runx2表达上调,0.2μg/mL组仅有Alp表达水平上调(P<0.05)。结论在本研究浓度范围内,低浓度的hDPSC-apovs对mBMSC增殖具有促进作用,高浓度则表现为抑制作用;hDPSC-apovs对于mBMSC的成骨分化有一定促进作用,且不同浓度hDPSCapovs对成骨相关基因表达的影响不同。

骨髓间充质干细胞来源的外泌体通过PI3K/AKT信号通路逆转高糖诱导的骨髓间充质干细胞成骨功能障碍

目的:探讨骨髓间充质干细胞来源的外泌体(BMSCs-EXOs)对高糖诱导的骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨功能障碍的作用和机制。方法:利用超速离心法从BMSCs中提取外泌体,并通过透射电子显微镜(TEM)、纳米粒子追踪分析(NTA)、Western blot等方法来评估其特征。用高糖培养基模拟高糖微环境,通过DCFH-DA荧光探针、Western blot、细胞免疫荧光技术(IF)、碱性磷酸酶(ALP)染色、茜素红染色(ARS)等技术来研究BMSCs-EXOs对高糖诱导的BMSCs氧化应激水平、成骨分化和矿化能力的影响。另外,通过PI3K通路阻断剂(LY294002)抑制PI3K磷酸化表达,研究BMSCs-EXOs是否通过激活PI3K/AKT信号通路影响BMSCs的成骨分化和矿化能力。结果:通过TEM、NTA和Western blot可评估从BMSCs中成功提取到的外泌体。与Control组比,HG组氧化应激水平显著升高(P<0.05),HO-1、NQO-1蛋白表达水平显著降低(P<0.05),ALP、ARS活性明显降低(P<0.05),COL1A1、RUNX2、BMP2、p-PI3K、p-AKT蛋白表达水平显著降低(P<0.05)。与HG组比,HG+EXOs组氧化应激水平明显降低(P<0.05),HO-1、NQO-1蛋白表达水平上调(P<0.05),ALP、ARS活性增加(P<0.05),COL1A1、RUNX2、BMP2、p-PI3K、p-AKT蛋白表达水平上调(P<0.05)。当加入LY294002后,PI3K/AKT信号通路的的磷酸化表达受到了明显的抑制,并且BMSCs-EXOs的促成骨作用也随之受到了明显的减弱(P<0.05)。结论:BMSCs-EXOs通过降低高糖诱导的氧化应激水平,部分恢复了BMSCs的成骨分化和矿化能力,这种促成骨作用可能通过PI3K/AKT信号通路实现的。

有氧运动预适应改善骨髓间充质干细胞治疗急性心肌梗死的效果

背景:干细胞疗法是急性心肌梗死后恢复受损心肌组织的替代治疗策略,运动预适应可诱导机体产生内源性心脏保护效应,然而两者联合应用的疗效及机制尚不清楚。目的:探讨运动预适应联合骨髓间充质干细胞对急性心肌梗死大鼠治疗效果的影响及其可能机制。方法:70只雄性SD大鼠随机分为假手术组、模型组、干细胞治疗组、运动预适应组和联合干预组。运动预适应组和联合干预组于造模前进行8周跑台有氧运动,然后通过结扎冠状动脉前降支制作急性心肌梗死模型,干细胞治疗组和联合干预组于造模后隔天尾静脉注射骨髓间充质干细胞(1×10^(9)L^(-1),1 mL),治疗4周后,利用递增负荷跑台运动实验评估运动能力,超声心动图检测心脏结构与功能;分离左心室,2,3,5-氯化三苯基四氮唑染色评估心肌梗死面积,Masson染色检测胶原容积分数,CD31免疫组织化学染色检测心肌毛细血管密度,TUNEL染色检测心肌细胞凋亡情况,免疫印迹法检测基质细胞衍生因子1、CXC趋化因子受体蛋白4、肿瘤坏死因子α、白细胞介素10和血管内皮生长因子蛋白表达量。结果与结论:①干预疗效:与假手术组比较,模型组运动能力、左心室射血分数、左心室缩短分数、CD31阳性细胞率下降(P<0.05),心肌梗死面积、胶原容积分数和心肌细胞凋亡率增加(P<0.05)。与模型组比较,干细胞治疗组运动能力无显著差异(P>0.05),运动预适应组和联合干预组运动能力提高(P<0.05);干细胞治疗组、运动预适应组、联合干预组左心室射血分数、左心室缩短分数、CD31阳性细胞率升高(P<0.05),心肌梗死面积、胶原容积分数、心肌细胞凋亡率降低(P<0.05)。与干细胞治疗组比较,联合干预组运动能力、左心室射血分数、左心室缩短分数、CD31阳性细胞率增加(P<0.05),心肌梗死面积、胶原容积分数、心肌细胞凋亡率降低(P<0.05)。②蛋白表达:与假手术组比较,模型组肿瘤坏死因子α表达升高(P<0.05),白细胞介素10和血管内皮生长因子表达下降(P<0.05)。与模型组比较,干细胞治疗组和联合干预组CXC趋化因子受体蛋白4表达升高(P<0.05),干细胞治疗组、运动预适应组和联合干预组肿瘤坏死因子α表达下降(P<0.05),白细胞介素10和血管内皮生长因子表达增加(P<0.05)。与干细胞治疗组比较,联合干预组肿瘤坏死因子α表达降低(P<0.05),CXC趋化因子受体蛋白4、白细胞介素10和血管内皮生长因子表达升高(P<0.05)。结果表明:运动预适应可增强急性心肌梗死大鼠骨髓间充质干细胞治疗的效果(抑制心脏重塑、改善心功能、延缓心力衰竭进程),其机制与促进干细胞归巢、抑制炎症反应以及促进血管新生有关。

麝香黄芪复方滴丸含药血清促进骨髓间充质干细胞增殖分化

背景:骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)已被广泛用于治疗神经系统疾病,但由于血脑屏障的限制以及干细胞在受损部位存活率、分化率低,导致治疗效果有限。目的:探讨麝香黄芪复方滴丸含药血清对BMSCs增殖、迁移和向星形胶质细胞分化的影响。方法:SD雄性大鼠连续灌胃麝香黄芪复方滴丸5 d后进行腹主动脉取血,分离血清备用。采用CCK-8法检测体积分数5%,10%,20%含药血清对BMSCs增殖的影响;划痕实验观察体积分数10%含药血清对BMSCs横向迁移的影响;Transwell小室培养BMSCs,用结晶紫染色和DAPI核染色观察体积分数10%含药血清对BMSCs纵向迁移的影响;用含体积分数10%含药血清的诱导液或与星形胶质细胞共培养观察BMSCs向星形胶质细胞分化情况。结果与结论:①体积分数10%和20%含药血清在第2,3天促进细胞增殖更明显,且两种体积分数无统计学差异;②在划痕30,48 h时,10%含药血清组BMSCs迁移量显著高于对照组;③10%含药血清组BMSCs穿过Transwell小室滤过膜的数量高于对照组;④体积分数10%含药血清可能促进BMSCs向星形胶质细胞方向分化,但分化作用较弱,星形胶质细胞能进一步促进含药血清诱导BMSCs向星形胶质细胞方向分化;⑤结果表明,体积分数10%含药血清能促进BMSCs体外增殖、迁移;与星形胶质细胞共培养可能促进BMSCs向星形胶质细胞方向分化。

神经生长因子促进兔骨髓间充质干细胞软骨分化并抑制肥大分化

背景:神经生长因子是一种诱导神经生长的蛋白质,能调节间充质干细胞的增殖、分化等生物学行为。目的:探讨神经生长因子对骨髓间充质干细胞成软骨分化的促进作用。方法:分离培养兔骨髓间充质干细胞,将神经生长因子通过慢病毒转染的方式转染到骨髓间充质干细胞,以转染空载病毒为对照,CCK-8法、细胞划痕实验、茜素红染色、Western blot检测神经生长因子对骨髓间充质干细胞增殖、迁移、肥大分化、成软骨分化的影响。为进一步探讨神经生长因子对骨髓间充质干细胞成软骨分化的促进作用,转染空载病毒和转染神经生长因子的骨髓间充质干细胞分别加入白细胞介素1β诱导培养14 d,Western blot检测成软骨分化、肥大分化相关蛋白的表达。结果与结论:(1)CCK-8检测结果表明神经生长因子对骨髓间充质干细胞增殖没有明显影响;(2)与对照组相比,过表达神经生长因子后细胞迁移能力增强,成软骨相关蛋白Ⅱ型胶原、SOX9的表达上调(P<0.05),肥大相关蛋白Ⅹ型胶原、RUNX2的表达下调(P<0.05);(3)与空载病毒+白细胞介素1β组相比,过表达神经生长因子+白细胞介素1β组成软骨相关蛋白Ⅱ型胶原、SOX9的表达上调(P<0.05),肥大相关蛋白Ⅹ型胶原、RUNX2的表达下调(P<0.05);(4)结果表明,神经生长因子可促进骨髓间充质干细胞成软骨分化。

骨髓间充质干细胞来源外泌体的微小RNA-22-3p参与抑制环磷酰胺诱导卵巢颗粒细胞损伤的机制研究

目的分析骨髓间充质干细胞来源的外泌体微小RNA-22-3p(miR-22-3p)对卵巢早衰的影响。方法选取接受体外受精或者第二代试管婴儿治疗的卵巢早衰患者以及接受同样治疗的因男性因素不孕的正常志愿者提供卵泡液;通过差速离心法分离骨髓间充质干细胞来源外泌体;分离外泌体的形态学、粒子大小以及标志蛋白通过透射电子显微镜、NanoSight LM10分析仪以及蛋白免疫印迹方法进行分析。将颗粒细胞经环磷酰胺(CTX)、外泌体、miR-22-3p模拟物以及相应对照处理,分为CTX组、Control组、外泌体孵育组、PBS处理组、CTX+miR-22-3p组、CTX+miR-NC组、CTX+Exosomes组以及CTX+PBS组;采用蛋白免疫印迹法和定量实时聚合酶链反应(qRT-PCR)检测基因表达水平;利用二苯基四氮唑溴盐(MTT)试剂以及流式分析仪检测细胞活力和凋亡。结果提取的外泌体具有典型的杯状囊泡,外泌体标志蛋白簇状分化抗原63(CD63)和簇状分化抗原9(CD9)表达在所提取的细胞上清外泌体中,外泌体粒子大小为80~150 nm;miR-22-3p在卵巢早衰患者和CTX诱导的卵巢颗粒细胞中显著低表达(P<0.05),在骨髓间充质干细胞来源外泌体孵育卵巢颗粒细胞中显著高表达(P<0.05);颗粒细胞活力在CTX组低于对照组,但在CTX+miR-22-3p组或CTX+Exosomes组高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);颗粒细胞凋亡率在CTX组高于对照组,但在CTX+miR-22-3p组或CTX+Exosomes组低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论骨髓间充质干细胞来源的外泌体miR-22-3p抑制CTX诱导的卵巢颗粒细胞损伤。

PF-127水凝胶联合骨髓间充质干细胞外泌体来源miR-132诱导成骨分化修复牙槽骨缺损

目的:探究PF-127水凝胶联合骨髓间充质干细胞外泌体来源miR-132诱导成骨分化对牙槽骨缺损的修复作用。方法:培养骨髓间充质干细胞,(bone mesenchymal stem cells,BMSCs),并转染anti-miR-132、anti-miR-NC质粒。制备BMSCs来源外泌体(bone mesenchymal stem cells-exosomes,BMSCs-exo),蛋白质印迹法鉴定表达标志物。制备PF-127水凝胶和BMSCs-Exo复合物,PKH67标记法检测BMSCs的摄取;茜素红染色检测BMSCs的成骨能力;逆转录-聚合酶链反应(Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction,RT-PCR)检测细胞中miR-132表达和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、骨钙素(osteocalcin,OCN)、Runt相关转录因子2(Runt-related transcription factor 2,Runx2)mRNA表达。建立牙槽骨缺损大鼠模型,将大鼠随机分为PF-127水凝胶组、PF-127水凝胶+BMSCs-exo-anti-miR-NC组和PF-127水凝胶+BMSCs-exo-anti-miR-132组。微型计算机断层扫描(Micro-computed tomography,micro-CT)评估牙槽骨缺损情况;蛋白质印迹法检测牙槽骨组织中ALP、OCN、Runx2蛋白表达。结果:anti-miR-132组BMSCs中miR-132表达明显低于anti-miR-NC组(P<0.05),提示anti-miR-132成功转染至BMSCs中。BMSCs-exo-anti-miR-NC组和BMSCs-exo-anti-miR-132组中外泌体标志物CD9和CD63显著表达。和BMSCs-exo-anti-miR-NC组相比,BMSCs-exo-anti-miR-132组中miR-132表达明显降低(P<0.05)。和PF127水凝胶组相比,BMSC-exo-anti-miR-NC组、PF127水凝胶+BMSC-exo-anti-miR-NC组、PF127水凝胶+BMSC-exo-anti-miR-132组中miR-132表达均明显降低,茜素红染色相对活性、细胞中Runx2、ALP和OCN mRNA表达均明显增加,且PF127水凝胶+BMSC-exo-anti-miR-132组变化最显著(P<0.05)。和Control组相比,PF-127水凝胶+BMSCs-exo-anti-miR-NC组和PF-127水凝胶+BMSCs-exo-anti-miR-132组BV/TV比值、BMD、Tb.N和Tb.Th及细胞中Runx2、ALP、OCN蛋白表达均明显升高,Tb.Sp明显降低(P<0.05),且PF-127水凝胶+BMSCs-exo-anti-miR-132组变化最显著。结论:PF-127水凝胶联合骨髓间充质干细胞来源外泌体来源干扰miR-132表达可促进骨髓间充质干细胞的成骨分化,从而促进牙槽骨缺损大鼠的修复。

乳腺癌细胞条件培养基对骨髓间充质干细胞生物学行为的影响

目的探讨MCF-7乳腺癌细胞条件培养基对骨髓间充质干细胞(BMSC)增殖、凋亡和迁移的影响及分子机制。方法正常环境下培养的BMSC为对照组,以MCF-7细胞条件培养基培养的BMSC为MCF-7条件培养基组,向MCF-7条件培养基组添加10 nmol/L GSK690693(Akt抑制剂)为Akt抑制剂组,向MCF-7条件培养基组添加10µmol/L Reparixin(CXCR1/2抑制剂)为CXCR1/2抑制剂组。MTT实验检测各组BMSC增殖情况,Annexin V-FITC/PI双标记流式细胞凋亡实验检测各组BMSC凋亡率,Transwell细胞迁移实验检测各组BMSC的迁移能力,酶联免疫吸附试验检测两种细胞培养上清液和MCF-7细胞条件培养基中白细胞介素(IL)-8蛋白含量,Western blot检测各组BMSC的蛋白激酶B(Akt)/磷酸化Akt(p-Akt)和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)/磷酸化mTOR(p-mTOR)蛋白表达。结果与对照组相比,MCF-7条件培养基组BMSC的细胞增殖水平、迁移数目以及p-Akt和p-mTOR蛋白相对表达量均增高,细胞凋亡率降低(P<0.05);与MCF-7条件培养基组相比,CXCR1/2抑制剂组和Akt抑制剂组BMSC的细胞增殖水平、迁移数目以及p-Akt和p-mTOR蛋白相对表达量均降低,细胞凋亡率增加(P<0.05);MCF-7细胞条件培养基和MCF-7培养上清液中IL-8蛋白含量均较BMSC培养上清液中IL-8蛋白含量高(P<0.05)。结论MCF-7细胞条件培养基通过激活Akt-mTOR信号通路促进BMSC增殖和迁移,抑制BMSC凋亡,其中IL-8-CXCR1/2轴发挥关键作用。

骨髓间充质干细胞来源的外泌体静脉移植对脊髓损伤的修复作用研究

目的:分析骨髓间充质干细胞来源的外泌体静脉移植对脊髓损伤的修复作用。方法:选择2013年10月—2014年3月河南省洛阳正骨医院实验室试验的78例大鼠为研究对象,应用随机抛球法将大鼠分为手术组(n=26)、对照组(n=26)、外泌体组(n=26)。通过脊髓法建立大鼠脊髓损伤模型后,对照组不作处理,手术组在对照组的基础上实施切开减压术,而外泌体组在对照组的基础上实施全骨髓培养法培养大鼠BMSCs,收集P2代细胞上清,应用ExoQuickPrecipitation提取法分离并纯化外泌体,通过透射电镜观察鉴定外泌体形态,采用Westernblot鉴定外泌体表面标志蛋白CD9、CD63,在造模1 h后尾静脉给予外泌体移植500μL。分别采用BBB评分、斜板实验在术后1、3、7、14、21、28 d评价大鼠的运动功能恢复情况,并于术后28 d处死试验大鼠,采用苏木精-伊红(HE)染色、髓鞘(LFB)染色观察各组脊髓组织形态学改变,尼氏(Nissl)染色观察神经元存活数目。结果:术后各时间点手术组大鼠BBB评分高于对照组和外泌体组,术后7、14、21、28 d外泌体组大鼠BBB评分高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。手术组术后各时间点斜板评分高于对照组及外泌体组,差异有统计学意义(P<0.05)。造模后28 d,手术组的脊髓组织HE染色体等均正常,神经元数目减少。结论:BMSCs外泌体静脉移植对脊髓损伤有明显的改善作用,可以提高患者的运动能力,减轻脊髓损伤,加速脊髓损伤的恢复。