高表达软骨调素1骨髓间充质干细胞来源外泌体促进骨关节炎软骨细胞的增殖

背景:软骨调素1(chondromodulin-1,Chm-1)在正常软骨中大量表达,具有抑制血管生成、阻止软骨细胞肥大、缓解骨关节炎发展的功能,在骨关节炎发生和发展中发挥着重要作用。目的:探讨高表达Chm-1骨髓间充质干细胞来源外泌体对骨关节炎环境中软骨细胞增殖的影响。方法:分离大鼠骨髓间充质干细胞并进行培养及鉴定;Chm-1慢病毒和空载慢病毒转染骨髓间充质干细胞,超高速离心法提取细胞培养上清液中外泌体(Chm-1-Exos和NC-Exos)。白细胞介素1β作用软骨细胞24 h构建体外骨关节炎模型,随后分别用2种外泌体处理7 d,将PBS处理的骨关节炎软骨细胞作为对照组。共聚焦显微镜观察骨关节炎软骨细胞对外泌体的摄取情况;CCK-8评估各组骨关节炎软骨细胞增殖能力;Western blot检测2种外泌体中Chm-1的表达;Western blot和RT-qPCR方法分别检测各组骨关节炎软骨细胞中Ⅱ型胶原、SOX9、AGG蛋白和mRNA的表达。结果与结论:(1)骨髓间充质干细胞呈典型纺锤状形态且具备三系分化能力;(2)带有绿色荧光的慢病毒成功转染骨髓间充质干细胞;(3)外泌体直径在40-150 nm之间,且均表达其特异性标志蛋白CD63、CD81、TSG101,能够被骨关节炎软骨细胞摄取;(4)相比于NC-Exos,Chm-1-Exos中Chm-1的表达更高(P<0.05);(5)NC-Exos和Chm-1-Exos分别作用骨关节炎软骨细胞24 h后,Chm-1-Exos组骨关节炎软骨细胞活性更强;(6)NC-Exos和Chm-1-Exos分别作用骨关节炎软骨细胞7 d后,Chm-1-Exos组的Ⅱ型胶原、SOX9、AGG蛋白和mRNA表达更高(P<0.05);(7)上述实验结果表明,Chm-1-Exos能够显著促进骨关节炎软骨细胞的增殖。