间充质干细胞来源的外泌体通过microRNA-21-5p调节心脏自噬并影响心肌缺血大鼠的心脏功能

目的探讨间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)分泌的外泌体(exosome,Exos)是否通过miR-21-5p调节心脏自噬并影响心肌缺血大鼠的心脏功能。方法在体外,观察MSCs-Exos对H2O2刺激H9C2s的影响;通过CCK-8测定法检测细胞活力;流式细胞术检测细胞凋亡;荧光显微镜检测细胞中活性氧(reactive oxygen species,ROS)的产生;免疫印迹分析自噬相关蛋白和荧光GFP-LC3测定自噬体形成。在大鼠MI/RI模型中,通过TUNEL测定、免疫组织化学染色及超声心动图分别检查了MSCs-Exos对细胞凋亡、心肌LC3B表达和心脏功能影响。结果在体外实验中,MSCs-Exos显著提高了H2O2刺激的H9C2细胞活力(P<0.05),降低了ROS的产生和细胞凋亡率(P<0.05)。而与H2O2+MSCs-Exos组相比,H2O2+MSC-ExossimiR-21-5p组细胞活力显著降低(P<0.01),ROS的产生和细胞凋亡率显著增加(P<0.01)。Western blot检测显示:与H2O2组相比,H2O2+MSCs-Exos组LC3B-Ⅱ/LC3B-Ⅰ和LC3B-Ⅱ的表达显著增强(P<0.01),p62的表达显著降低(P<0.01);与H2O2+MSCs-Exos组相比,H2O2+MSC-ExossimiR-21-5p组的LC3B-Ⅱ/LC3B-Ⅰ和LC3B-Ⅱ的表达显著降低(P<0.05),p62的表达显著增强(P<0.05)。自噬通量结果:与H2O2组比较,H2O2+MSCs-Exos组细胞中存在的GFP-LC3点数增加;而与H2O2+MSCs-Exos组相比,H2O2+MSC-ExossimiR-21-5p组细胞中存在的GFP-LC3点数显著降低(P<0.05)。在体内,RT-qPCR分析结果显示:在MSCs-Exos中和MI/RI后心肌组织中miR-21-5p的表达均呈正相关性。与其他各组相比,MI/RI+MSCs-Exos组的LC3B表达显著增强(P<0.01);心肌细胞凋亡显著减少(P<0.01);分数缩短率(FS%)和左心室射血分数(LVEF)均显著提高(P<0.05)。结论MSCs-Exos可通过调节心肌自噬改善MI/RI大鼠的心脏功能,其作用机制可能与miR-21-5p转移有关。