人臍帶間充質幹細胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,HUCMSC)是一種能夠自我更新、生長速率較快、多能分化的成體幹細胞,HUCMSC比其他成體幹細胞,更具有其優勢特點,更加原始,再生性與適應性更好,HUCMSC含有外泌體量更多,因此,被認為是研究外泌體的最佳來源。
為了探究人臍帶間充質幹細胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,HUCMSC)源外泌體對氧糖剝奪復氧人臍靜脈內皮細胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVEC)凋亡的抑制作用,闡明其可能的機制,中國人民武裝警察部隊腦創傷與神經疾病研究所葉益超等培養HUCMSC,將收集的細胞上清液使用超速離心法提取HUCMSC分泌的外泌體(HUCMSC-exosomes,HUCMSC-EXO)並對其進行鑑定,將HUVEC隨機分為正常對照組、模型組(氧糖剝奪/復氧組)和分別添加不同濃度的HUCMSC-EXO(20 μg/ml、40 μg/ml、60 μg/ml)處理組(在模型組的基礎上加入HUCMSC-EXO)。倒置相差顯微鏡形態學觀察各組HUVEC細胞的表觀變化,使用CCK8試劑測算各組HUVEC增殖抑制率,Western blot檢測相關凋亡蛋白Caspase-3、Bax、Bcl-2的表達水平。另設模型組、HUCMSC-EXO+模型組、抑制劑+模型組和HUCMSC-EXO+抑制劑+模型組,Western blot觀察HUCMSC-EXO、抑制劑及兩者共用對HUVEC細胞HIF-1α及Bax的表達水平的影響。
結果發現,成功提取和鑑定HUCMSC-EXO,在倒置相差顯微鏡下,與正常對照組比較,模型組和不同濃度HUCMSC-EXO處理組的HUVEC體積縮小,變圓,連接疏散,生長狀態較差;CCK8檢測,HUCMSC-EXO處理組較模型組的細胞活力顯著上升,差異有統計學意義(t=9.23,P<0.05),並與劑量呈正相關。Western blot檢測,與對照組比較,模型組HUVEC的Caspase-3[(0.296±0.038),(0.879±0.088);t=14.92,P<0.05]、Bax[(0.234±0.034),(0.762±0.084);t=14.36,P<0.05]表達水平上調,Bcl-2的表達水平下調[(0.863±0.103),(0.387±0.059);t=9.85,P<0.05],均差異有統計學意義;與模型組比較,HUCMSC-EXO處理組HUVEC的Caspase-3(0.586±0.075)、Bax(0.311±0.055)水平下調(t=6.24,11.01,均P<0.05),Bcl-2(0.665±0.071)水平上調,均差異有統計學意義(t=7.45,P<0.05)。抑制劑幹預實驗顯示,與HUCMSC-EXO+抑制劑+模型組比較,抑制劑+模型組HIF-1α蛋白[(0.348±0.055),(0.388±0.077);t=1.04,P>0.05]和Bax蛋白[(0.363±0.069),(0.370±0.064);t=0.18,P>0.05]表達差異無統計學意義(均P>0.05),但均較模型組[HIF-1α蛋白(0.919±0.064),Bax蛋白(0.902±0.071)]明顯下調,差異有統計學意義(t=13.03,13.56,均P<0.05)。
這個研究表明,HUCMSC-EXO對HUVEC的氧糖剝奪/復氧模型具有保護作用,其機制可能與下調HIF-1α有關。(生物谷Bioon.com)
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