过表达GATA-4骨髓间充质干细胞分泌的外泌体促进骨髓间充质干细胞向心肌样细胞分化

背景:前期证明,过表达心脏基因转录因子GATA-4小鼠骨髓间充质干细胞分泌的外泌体(BMSCs GATA-4-exosome)可以促进BMSCs向心肌样细胞分化,提示其可以修复心肌梗死,另外还发现BMSCs GATA-4-exosome中及心肌梗死局部心肌组织中有miRNA-673-5p明显高表达且功能涉及细胞分化,可能是BMSCs GATA-4-exosome修复心肌梗死的关键分子。目的:探讨BMSCs GATA-4-exosome促进BMSCs向心肌样细胞分化的分子调控网络。方法:在小鼠BMSCs培养体系内加入miRNA-673-5p模拟物(miR-673-5p-mimic)作为实验组(BMSCs miR-673-5p-mimic),将BMSCs GATA-4组、BMSCs GATA-4-空载体组、BMSCs组、BMSCs miR-673-5p-inhibitor组作为混杂因素对照组,提取各组分泌的外泌体与BMSCs直接共培养24 h,采用免疫荧光定性检测和RT-PCR定量检测各组BMSCs中心肌特异性分子α-actin、Desmin、cTnT、Cx43的表达。根据microRNA靶基因预测结果,采用Western blot检测miRNA-673-5p对应靶基因TSC-1、ERK1/2及Mef2c转录蛋白表达。结果与结论:BMSCs miR-673-5p-mimic-exosome+BMSCs组荧光强度最强,心肌细胞特异性分子α-actin、Desmin、cTnT、Cx43的表达最高(P<0.05),TSC-1的表达最低(P<0.05)。结果表明BMSCs GATA-4-exosome通过miRNA-673-5p抑制TSC-1蛋白表达促进BMSCs向心肌样细胞分化。

过表达GATA-4基因的骨髓间充质干细胞外泌体对心肌梗死后心功能的影响

目的过表达GATA-4基因的骨髓间充质干细胞(BMSC)外泌体(BMSCGATA-4-外泌体)可以促进BMSC向心肌样细胞分化,但其分子机制不详。文章探讨过表达BMSCGATA-4-外泌体通过miRNA-673-5p/Tsc-1分子轴促进干细胞向心肌样细胞分化的机制。方法将BMSC-外泌体、BMSC空载体-外泌体、BMSCGATA-4-外泌体、BMSCmiR-673-5p-mimic-外泌体、BMSCmiR-673-5p-inhibitor-外泌体小鼠建模后48 h经尾静脉注入,分别作为BMSC组、空载体组、GATA-4组、模拟组、抑制组,每组3只;另设置梗死未处理组(建模,未给予任何exosome处理)及正常组(不建模)作为对照,各3只。采用心脏彩超检测各组心功能。采用RT-PCR检测梗死后心肌细胞内miRNA-673-5p表达。同时提取相同梗死部位心肌组织,采用RT-PCR检测心肌α-actin、CX43、Desmin、cTnT表达。采用Western blot检测miRNA-673-5p对应靶基因Tsc-1、Erk1/2及Mef2c蛋白表达。结果GATA-4组、模拟组心功能较BMSC组和空载体组改善(P<0.05);与GATA-4组比,模拟组改善、抑制组恶化(P<0.05)。GATA-4组、模拟组miRNA-673-5p表达较BMSC组和空载体组增多(P<0.05);与GATA-4组miRNA-673-5p表达比较,模拟组增多,抑制组减少(P<0.05);与BMSC组比较,GATA-4组、模拟组增多(P<0.05);与正常组比较,梗死未处理组心肌细胞内Tsc-1的表达增多,GATA-4组和模拟组Tsc-1、Erk1/2、Mef2c表达均减少(P<0.05);BMSC组、空载体组、GATA-4组、模拟组、抑制组心肌细胞内Tsc-1表达(0.82±0.03、0.80±0.06、0.60±0.07、0.47±0.05、0.86±0.06)较梗死未处理组(1.10±0.06)减少(P<0.05);BMSC组、空载体组、GATA-4组、模拟组、抑制组心肌细胞内Erk1/2表达(1.02±0.07、0.99±0.07、0.77±0.14、0.63±0.21、1.06±0.08)较梗死未处理组(1.31±0.15)减少(P<0.05);BMSC组、空载体组、GATA-4组、模拟组、抑制组心肌细胞内Mef2c表达(0.87±0.08、0.86±0.05、0.72±0.10、0.62±0.09、0.91±0.16)较梗死未处理组(1.12±0.09)减少(P<0.05);与BMSC组比,GATA-4组Tsc-1和Erk1/2以及模拟组中Tsc-1、Erk1/2、Mef2c表达均减少(P<0.05);GATA-4组Tsc-1和模拟组中Tsc-1、Erk1/2、Mef2c表达均较空载体组减少(P<0.05);与GATA-4组比,模拟组中Tsc-1的表达减少,抑制组心肌细胞内Tsc-1、Erk1/2、Mef2c表达增多(P<0.05)。抑制组心肌细胞内Tsc-1的表达较模拟组增多(P<0.05)。结论过表达BMSCGATA-4-外泌体通过miRNA-673-5p抑制Tsc-1蛋白表达,从而改善心肌梗死后心功能。