目的總結 MSCs來源exosomes(MSCs-exosomes)促進組織損傷修復的研究進展,分析MSCs-exosomes臨床應用的潛能和未來研究方向。 方法廣泛查閱國內外有關MSCs-exosomes促進組織損傷修復研究的文獻,并進行綜述。 結果Exosomes是MSCs旁分泌的一種具有生物學活性的小囊泡,可在細胞間傳遞功能性蛋白、RNA和microRNA,通過抑制凋亡、促進增殖等方式在多種疾病導致的組織損傷中發揮修復作用。 結論MSCs-exosomes是治療組織修復損傷的研究新熱點,針對MSCs-exosomes生物學功能、細胞間轉運和治療機制的研究將有助于其向臨床應用的轉化。
目的對MSCs來源的外泌體(MSCs-derived exosomes,MEX)所含生物活性物質促進組織損傷修復機制進行綜述,并分析其臨床應用前景。 方法廣泛查閱近年來國內外MEX與組織修復相關的文獻,并進行分析和總結。 結果外泌體是直徑為30~100 nm的小囊泡,包含多種生物活性物質,如mRNA、微小RNA和蛋白質等。MEX包含的多種生物活性物質是發揮修復多種組織器官損傷效應的基礎,但其發揮修復效應的大多數具體生物活性分子仍未明確。 結論MEX包含的生物活性物質在組織損傷中具有修復作用,為臨床治療組織損傷提供了新思路;但MEX的個體差異性及可能加快癌癥進展的風險尚需深入研究。
目的觀察人臍帶間充質干細胞(hUCMSC)外泌體對藍光損傷后人視網膜色素上皮(RPE)細胞血管內皮生長因子A(VEGF-A)表達的影響。 方法培養hUCMSC,收集上清液,采取梯度超速離心法分離純化外泌體。應用透射電子顯微鏡觀察外泌體形態;蛋白免疫印跡法(Western blot)檢測hUCMSC外泌體表面特異性標志蛋白CD63及hUCMSC表面蛋白CD90的表達。取生長良好的人RPE細胞,隨機分為正常對照組、光損傷組和hUCMSC外泌體處理組。光損傷組和hUCMSC外泌體處理組以藍光(2000±500)Lux照射RPE細胞12 h建立光損傷模型;hUCMSC外泌體處理組細胞培養液中分別加入25、50、75 μg/ml的hUCMSC外泌體,并以此分為低濃度、中濃度、高濃度3個亞組。各濃度亞組繼續培養8、16、24 h結束培養。采用Western blot及免疫熒光檢測各組RPE細胞VEGF-A蛋白表達,實時定量聚合酶鏈反應(RT-PCR)檢測各組RPE細胞VEGF-A mRNA表達。 結果透射電子顯微鏡觀察發現,hUCMSC外泌體為圓形或橢圓形膜性小囊泡,直徑50~100 nm。Western blot檢測結果顯示,hUCMSC外泌體表達外泌體表面特異性標志蛋白CD63及hUCMSC表面蛋白CD90。Western blot及RT-PCR檢測結果顯示,光損傷組RPE細胞VEGF-A蛋白及mRNA表達較正常對照組明顯增加,差異有統計學意義(t=-16.553、-19.456,P < 0.05)。hUCMSC外泌體處理組RPE細胞培養8、16、24 h時,低濃度、中濃度、高濃度亞組RPE細胞與光損傷組RPE細胞相比,VEGF-A蛋白及mRNA表達均有下降,差異均有統計學意義(P < 0.05)。隨hUCMSC外泌體作用時間延長及作用濃度增強,RPE細胞VEGF-A蛋白及mRNA下調作用越強(P < 0.05)。免疫熒光檢測結果顯示,相同作用時間隨著hUCMSC外泌體作用濃度提高,VEGF-A蛋白表達不斷下降。 結論hUCMSC外泌體能夠有效降低藍光損傷后人RPE細胞VEGF-A的表達,其效應與hUCMSC外泌體作用濃度、時間呈正相關。
目的 觀察氧化應激下視網膜色素上皮細胞(RPE)外泌體對RPE細胞血管內皮生長因子(VEGF)-A 及絲氨酸/蘇氨酸激酶(Akt)表達的影響。 方法 培養人RPE(ARPE-19)細胞,細胞培養基中加入濃度為2.5 μmol/L魚藤酮誘導ARPE-19細胞發生氧化應激損傷。收集上清液,采取梯度超速離心法分離純化外泌體。應用透射電子顯微鏡觀察外泌體形態;蛋白免疫印跡法(Western blot)檢測 ARPE-19 細胞外泌體表面特異性標志蛋白CD63的表達。將氧化應激下ARPE-19細胞外泌體與ARPE-19細胞共培養作為實驗組,等量正常RPE細胞外泌體與ARPE-19細胞共培養作為對照組。采用噻唑藍比色法檢測ARPE-19細胞的細胞活力,以酶聯免疫檢測儀測量波長570 nm處各孔的吸光度[A,舊稱光密度(OD)]值表示;免疫熒光染色法和Western blot檢測ARPE-19細胞VEGF-A、Akt 蛋白表達;實時定量聚合酶鏈反應(RT-PCR)檢測ARPE-19細胞VEGF-A、Akt mRNA表達。 結果 透射電子顯微鏡觀察發現,ARPE-19細胞外泌體呈圓形或橢圓形膜性小囊泡,直徑50~150 nm。Western blot檢測結果顯示,ARPE-19細胞外泌體表面表達特異性標志蛋白CD63。噻唑藍比色法結果顯示,實驗組、對照組ARPE-19細胞在波長570 nm處的A 值分別為0.582±0.015、0.787±0.032。實驗組ARPE-19細胞在波長570 nm處的A 值較對照組明顯降低,差異有統計學意義(t=20.886,P<0.05)。免疫熒光染色法檢測結果顯示,與對照組比較,實驗組ARPE-19細胞VEGF-A蛋白表達明顯增強,Akt蛋白表達明顯減弱。Western blot 檢測結果顯示,與對照組比較,實驗組ARPE-19細胞VEGF-A蛋白相對表達量明顯升高,Akt蛋白相對表達量明顯降低,差異均有統計學意義(t=3.822、6.527,P<0.05)。RT-PCR 檢測結果顯示,與對照組比較,實驗組ARPE-19細胞VEGF-A mRNA相對表達量明顯升高,Akt mRNA 相對表達量明顯降低,差異均有統計學意義(t=8.805、?7.823,P<0.05)。 結論 氧化應激下ARPE-19細胞外泌體可抑制正常AREP-19細胞增生,上調VEGF-A表達,下調 Akt 表達。
目的觀察藍光誘導人視網膜色素上皮(RPE)細胞外泌體對核苷酸結合寡聚化結構樣受體蛋白(NLRP3)炎性體相關因子表達的影響。方法人RPE細胞株貼壁細胞分為實驗組和對照組。實驗組細胞以藍光照射6 h建立光損傷模型;對照組細胞常規培養。分級低溫超速離心法獲得兩組細胞外泌體,透射電子顯微鏡觀察其形態;蛋白免疫印跡法(Western blot)檢測兩組細胞外泌體表面CD63及白細胞介素(IL)-1β、IL-18、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(caspase-1)蛋白相對表達水平。將兩組細胞外泌體作用于正常RPE細胞,據此分為藍光誘導細胞外泌體+實驗組、正常細胞外泌體+對照組。培養24 h后,Western blot檢測兩組細胞外泌體中IL-1β、IL-18、caspase-1蛋白表達;熒光實時定量聚合酶鏈反應檢測兩組細胞中NLRP3 mRNA表達。結果實驗組細胞發生損傷失去原有形態;外泌體均呈雙凹托盤狀,直徑50~200 nm;實驗組細胞外泌體中IL-1β(t=18.04)、IL-18(t=12.55)、caspase-1(t=14.70)蛋白表達量明顯高于對照組,差異有統計學意義(P<0.001)。藍光誘導細胞外泌體+實驗組細胞外泌體中IL-1β(t=18.59)、IL-18(t=23.95)、caspase-1(t=35.27)蛋白表達量明顯高于正常細胞外泌體+對照組,差異均有統計學意義(P<0.001);藍光誘導細胞外泌體+實驗組、正常細胞外泌體+對照組細胞內NLRP3 mRNA相對表達量分別為1.000±0.069、0.200±0.010,兩者比較,差異有統計學意義(t=12.20,P<0.001)。結論藍光誘導RPE細胞外泌體可使RPE細胞內NLRP3炎性體相關細胞因子IL-1β、IL-18、caspase-1蛋白和NLRP3 mRNA表達上調。
目的觀察大鼠來源的間充質干細胞(MSC)外泌體對實驗性自身免疫性葡萄膜炎(EAU)大鼠模型的治療作用。方法將12只Lewis大鼠采用隨機數字表法隨機分為實驗組和對照組,每組6只大鼠。實驗組大鼠建立EAU模型,并于建模后第9天單次球周注射外泌體100 μl(含量50 μg);對照組大鼠注射相同體積的磷酸鹽緩沖液。建模后不同時間點,采用蘇木精伊紅(HE)染色觀察大鼠視網膜結構,并對其臨床和病理進行評分;免疫組織化學染色觀察巨噬細胞表面標志物CD68的表達;T細胞增生實驗觀察在1、10、30 μg/ml R16刺激下MSC外泌體對T細胞增生的影響;流式細胞技術檢測Th1、Th17及調節性T細胞的變化;視網膜電圖(ERG)評估大鼠視網膜功能;兩組間數據比較采用 t 檢驗。結果HE染色觀察發現,實驗組大鼠于建模后第15天視網膜結構較對照組更完整。免疫組織化學染色觀察發現,實驗組大鼠視網膜CD68陽性表達明顯少于對照組。建模后第15天,實驗組大鼠視網膜病理評分較對照組更低,差異有統計學意義(P<0.05);建模后第9~13天,實驗組大鼠視網膜臨床評分均低于對照組,差異有統計學意義(t=3.665、3.210、3.181、4.121、3.227,P<0.01)。T細胞增生實驗結果顯示,在1、10、30 μg/ml R16刺激下1.0、10.0 μg/ml外泌體對T細胞的增生有抑制作用,差異有統計學意義(F=11.630、4.188、6.011,P<0.05)。流式細胞技術檢測結果顯示,實驗組大鼠眼部浸潤的Th1、Th17細胞和調節性T細胞亞群數量較對照組減少,差異有統計學意義(t=7.374、4.525、6.910,P<0.01);兩組淋巴結中的細胞比例無差異(t=1.126、0.493、0.178,P=0.286、0.632、0.862)。ERG檢測結果顯示,建模后第15天暗適應0.01、3.0 cd/m2 a波(t=3.604、4.178)和b波(t=4.551、2.566)振幅均較對照組增高,差異有統計學意義(P<0.05)。結論大鼠來源的MSC外泌體可以減輕EAU的臨床及病理表現,保護視網膜功能,減少眼部巨噬細胞浸潤,下調眼部致炎性T細胞的比例,抑制T細胞增生。
間充質干細胞外泌體是近年來發現的一類直徑 40~100 nm 盤狀胞外囊泡,含有豐富的核酸、蛋白質及脂類物質,具有豐富的生物學信息。間充質干細胞外泌體通過作用于受體細胞進而調控其細胞活動,對骨、軟骨、皮膚、神經等多種組織具有良好的修復功能。研究證明間充質干細胞外泌體具備與間充質干細胞相似的生物學功能,并且更加穩定且易于保存,因此近年來開始被越來越多地應用于骨科組織修復領域當中。該文就間充質干細胞外泌體在骨科的應用研究進展進行了綜述。
間充質干細胞(MSC)廣泛應用于包括眼科在內的多種疾病治療研究。近年研究表明,MSC外泌體具有與MSC類似的生物學功能,可替代MSC用于多種疾病治療。外泌體是一類納米級的具有脂質雙分子層結構的小囊泡,可以介導細胞與細胞之間信號傳導,發揮多種生物學功能。由于外泌體特殊的生物學結構,可穿越生物屏障,因而有望作為藥物載體實現靶向運輸,成為眼部給藥的可選擇載體。
目的觀察糖尿病視網膜病變(DR)患者血漿外泌體、微囊泡(MV)、血漿和玻璃體中炎癥相關蛋白S100A8的表達,并于糖尿病大鼠模型中進行驗證,初步探討其在DR發生和發展中的作用。方法病例對照研究和基礎研究。2018年9月至2019年12月于天津醫科大學眼科醫院就診的2型糖尿病患者、住院行玻璃體切割手術患者以及同期健康體檢者共計73名納入研究。其中,采集血漿32名,收集玻璃體液41名,并據此分為血漿樣本研究隊列和玻璃體樣本研究隊列。將受試者分為未發生眼底改變的單純糖尿病組(DM組)、非增生型DR組(NPDR組)和增生型DR組(PDR組);健康體檢者作為正常對照組(NC組)。玻璃體樣本研究隊列中對照組為黃斑前膜或黃斑裂孔患者玻璃體液。超速離心法分離血漿外泌體和MV。采用透射電子顯微鏡、納米粒度分析儀、蛋白質免疫印跡法(Western blot)鑒定外泌體和MV。采用酶聯免疫吸附試驗法測定S100A8質量濃度。18只健康雄性Brown Norway大鼠經隨機數字表法分為正常對照組和糖尿病組,每只9只。糖尿病組大鼠經鏈脲佐菌素誘導建立糖尿病模型。建模后5個月采用免疫組織化學染色、Western blot檢測正常對照組、糖尿病組大鼠視網膜S100A8的表達情況。兩組間計量數據比較采用t檢驗;多組計量數據比較采用單因素方差分析。結果血漿中成功分離得到具有各自特征的外泌體和MV。PDR組患者血漿外泌體和玻璃體S100A8濃度均高于NPDR組、DM組、NC組,差異有統計學意義(P=0.039、0.020、0.002、0.002,P<0.000、<0.000)。血漿樣本隊列研究4個組受試者血漿、血漿MV的S100A8質量濃度總體比較,差異無統計學意義(F=0.283、0.015,P=0.836、0.996)。免疫組織化學染色結果顯示,糖尿病組大鼠視網膜神經節細胞、雙極細胞、視錐視桿細胞和血管內皮細胞均表達S100A8蛋白。與正常對照組大鼠比較,糖尿病組大鼠視網膜組織中S100A8表達水平升高,差異有統計學意義(t=8.028,P=0.001)。結論循環外泌體中S100A8蛋白水平隨2型糖尿病患者DR嚴重程度明顯增高。S100A8可能是DR炎癥環境的影響因素,是潛在的抗炎治療靶點。
外泌體是細胞主動分泌的一種納米囊泡,其選擇性包裹蛋白質、RNA、細胞因子等生物活性分子,在細胞間通訊、免疫調節、維持內環境穩態中發揮重要作用,還可以作為靶向遞送藥物的載體。視網膜缺血再灌注損傷(RIRI)是一種嚴重威脅人類視力健康的視網膜病變。目前臨床上治療此類疾病多為對癥治療,部分患者療效欠佳甚至失明。外泌體作為一種富含功能性蛋白和RNA的細胞外囊泡,其不僅可作為藥物治療RIRI;同時,也可以作為載體進行藥物遞送,發揮協同治療作用。隨著對外泌體分子結構、內容物成分及生物功能研究的不斷深入,以及眼科生物和基因工程技術的不斷發展,外泌體未來有望發揮其作為治療性藥物及載體的巨大潛力,成為治療RIRI的重要手段。