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[目的]通过人脐带间充质干细胞(human Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells,hUC-MSCs)来源的外泌体(exosomes,Exo)转运miR-214作用于肝星状细胞(hepatic stellate cells,HSC),观察肝星状细胞的增殖,迁移及其活化相关因子表达,探索hUC-MSC来源外泌体转运miR-214对肝星状细胞的作用,以期为肝纤维化的治疗提供新的分子机制和治疗新思路。[方法]1、人脐带间充质干细胞的培养与鉴定:通过组织贴壁的方法来分离培养人脐带间充质干细胞,流式细胞仪检测CD105、CD90、CD45、CD34和Oct-4细胞表面特异分子的表达情况。对脐带间充质干细胞分别进行成骨、成脂分化诱导培养,鉴定其多向分化潜能。2、过表达以及抑制表达miR-214转染人脐带间充质干细胞的实验:根据riboFECTTMCP转染试剂说明转染鉴定合格的脐带间充质干细胞,运用q-RT-PCR的方法检测过表达以及抑制表达的效果。3、转染miR-214的脐带间充质干细胞外泌体的提取与鉴定:收集转染了 miR214的脐带间充质干细胞培养上清液分离Exo,粒-径分析外泌体直径,透射电镜观察Exo形态特征。4、hUC-MSC来源外泌体与肝星状细胞共培养实验:将肝星状细胞细胞进行分组培养,实验分组为阴性对照组,miR214过表达诱导组,过表达阴性对照诱导组,miR214抑制表达诱导组,抑制表达阴性对照诱导组,共五组。阴性对照组在去外泌体血清培养基中按普通方法培养,其余诱导组加入不同组Exo进行培养。在与外泌体共培养12、24、48、72小时后,CCK-8检测LX-2的增殖情况,划痕实验检验不同组LX-2的迁移能力,分别收取各组细胞并对其提取总RNA,进行q-RT-PCR实验检测各组胶原合成相关蛋白在mRNA的表达情况。[结果]1、hUC-MSCs细胞培养与鉴定:通过组织贴壁法将脐带间充质干细胞分离培养至第四代,镜下观察可见其成纤维样细胞生长,排列紧密,呈现漩涡状生长,待细胞80-90%融合,流式检测结果显示:hUC-MSCs的表面标志物(n=8),hUC-MSCs特异分子各组的阳性表达分别为:CD105(99.12%±0.64%)、CD90(99.25%±0.34%)、CD45(1.60%±1.04%)、CD34(0.84%±0.21%)和 Oct-4(68.71%±5.32%),说明 P5 hUC-MSCs 高表达 CD105 和 CD90,不表达 CD34 和 CD45,较高表达干细胞分子Oct-4。hUC-MSCs经28天成脂诱导分化培养后,Oil Red O染色倒置显微镜下可见形成较多微小脂肪滴,经28天成骨诱导分化培养后,茜素红染色,可见深红色钙结节。说明经组织贴壁法分离培养所得的hUC-MSCs具有潜在多向分化的能力。2、过表达以及抑制表达miR214转染hUC-MSCs的实验:将实验分为空白对照组、miR214mimics,miR214mimicsN,miR214inhibitor,miR214inhibitorN 转染组。各组分别对其进行100nM转染,在转染后24h,48h,72h经qRT-PCR检测各组miR214表达情况(n=3)。结果发现,转染miR214mimics组中miR214的表达显著高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。在时间上,转染miR214mimics组miR214的表达48h显著高于24h,差异具有统计学意义(P<0.05)。3、转染miR214的脐带间充质干细胞外泌体的提取与鉴定:实验采用外泌体粒径检测和电镜观察,透射电镜观察hUC-MSCs外泌体的主要形态为圆形囊泡,大小主要在30~200nm之间,大部分为外泌体;利用NTA技术对提取的hUC-Msc-Exo进行分析,发现提取出的样本颗粒直径分布在50-250nm之间,峰值在120nm左右,符合外泌体的特征。4、hUC-MSC来源外泌体与LX-2共培养实验:(1)0~10ng/ml浓度TGF-β1作用于LX-2细胞0小时、24小时和48小时LX-2细胞的形态(图6)。在显微镜下观察LX-2细胞的形态,与阴性对照组比较,LX-2细胞从较大的星形结构或短梭形的成纤维细胞,转化为多突的纺锤形扁平状纤维结构的肌成纤维样细胞,分化显著,形态变化明显。表明LX-2细胞在TGF-β1浓度为1Ong/ml,48小时刺激作用下,LX-2细胞发生不同程度的活化。(2)在本次实验中,实时荧光定量PCR检测Ctrol组,TGF-β1刺激组的miR-214的相对表达水平。结果显示与Ctrol组比较,TGF-β1刺激组的miR-214的相对表达水平上调,差异均具有统计学意义(P<0.01)(3)qRT-PCR 检测各组α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)和1 型胶原蛋白(collagen type 1,Coll)等HSCs活化标志物的基因的相对表达水平,结果发现,LX-2在TGF-β1刺激培养24h,48h时,10ng/ml组与5ng/ml组相比Coll、α-SMA的相对表达水平均上调,差异具有统计学意义(P<0.05),在TGF-β1刺激培养72时,5ng/ml组与10ng/ml组相比差异无统计学意义(P>0.05)。(4)用不同转染组10ug/mL的hUC-Msc-Exo-miRNA214与LX-2共培养,分别于12h、24h、48h和72h后用CCK-8实验检测不同组的外泌体对LX-2细胞增殖能力影响,实验结果表明:miR214mimics组与miR214mimicsN组相比较LX-2细胞的吸光度值显著升高,差异具有统计学意义(P<0.01);而miR214inhibitor组与miR214inhibitorN组比较LX-2细胞的吸光度值降低,差异具有统计学意义(P<0.01)。(5)划痕实验检测hUC-Msc-Exo-miRNA214对LX-2细胞迁移能力的影响,结果表明,miR214mimics组与miR214mimicsN组相比较LX-2细胞迁移面积明显增宽,差异具有统计学意义(P<0.05),而miR214inhibitor组与miR214inhibitorN组比较LX-2细胞的迁移面积明显减少,差异具有统计学意义(P<0.05)。(6)实时荧光定量PCR检测48h时Col1、α-SMA的相对表达水平,检测LX-2的活化状态,实验结果表明:与miR214mimicsN组相比较,miR214mimics组LX-2细胞Col1、α-SMA的相对表达水平显著升高,差异具有统计学意义(P<0.01);而与 miR214inhibitorN 组比较,miR214inhibitor 组 LX-2 Col1、α-SMA 的相对表达水平显著降低,差异具有统计学意义(P<0.01)。[结论]1、组织贴壁法培养的脐带间充质干细胞符合其特异分子表达特性,且具有多向分化的潜能。2.过表达miRNA214的hUC-Msc-Exo能促进LX-2的增殖、迁移和活化,抑制表达miRNA214的hUC-Msc-Exo能抑制LX-2的增殖、迁移和活化。