尿来源诱导多能干细胞诱导MSCs来源的外泌体治疗肝纤维化的实验研究

来源 :暨南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zmeng1984
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目的:诱导多能干细胞(Induced pluripotent stem cells,iPSCs)是由体细胞经重编程而来的一种新的干细胞体系,与胚胎干细胞(Embryonic stem cells,ESCs)相比,因来源于患者体细胞,因此解决了ESCs在来源上存在的伦理问题,并具有低免疫排斥的优势。iPSCs诱导的间充质干细胞(induced mesenchymal stem cells,iMSCs)因其可持续的方式获得大量干细胞,展示出良好的应用前景。外泌体在MSCs旁分泌机制中,以微囊泡的形式普遍存在于体液中,具有与MSCs相似功能,且有易于保存、性质稳定等优点。本研究通过体外细胞实验和动物实验,研究尿液多能干细胞诱导MSCs来源的外泌体抗肝纤维化作用。方法:获取人尿液上皮细胞来源的iPSCs(hUC-iPSCs)并培养至80-90%生长密度后转为含10%胎牛血清的DMEM低糖培养基,诱导分化为iMSC并传代培养。取P3代以上的iMSC进行形态、表面标志物及多向分化能力的鉴定后,提取尿液诱导多能干细胞诱导分化MSCs(hUC-iPSCs-iMSCs)来源的外泌体,通过透视电镜、NTA粒径分析及Western blot对其鉴定。体外通过50%CCl4对JS1细胞的诱导活化,再分别加入5μg/μl、10μg/μl及20μg/μl外泌体,利用CCK8法检测各组JS1细胞的增殖程度,通过RT-PCR、Western blot及ELISA技术检测JS1细胞活化后α-SMA及Col-I的表达。构建CCl4诱导的小鼠肝纤维化模型,损伤4周后,通过尾静脉注射hUC-iPS-iMSCs来源的外泌体1μg/μL及3μg/μL,阳性对照组给予水飞蓟素灌胃,模型组注射等量的PBS,并设立空白对照组。4周后收集各组小鼠血清检测谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、白蛋白(ALB)及总胆红素(TBil),采用HE染色和Masson染色,进行小鼠肝脏组织病理学评分,并对各组的肝脏石蜡切片进行免疫荧光定位测定肝脏组织中Col-I及α-SMA的表达。结果:(1)hUC-iPS-MSCs来源的外泌体经透视电镜、NTA粒径分析及Western blot技术鉴定,符合外泌体特征。(2)RT-PCR及Western blot结果显示,与50%CCl 4损伤液组相比,hUC-iPSCs-iMSCs来源的外泌体(10μg/μL组与20μg/μL组)使活化后JS1细胞的α-SMAm RNA及α-SMA蛋白表达水平降低(P<0.01),hUC-iPS-MSCs来源的外泌体各组均下调Col-I m RNA及蛋白的表达,且以外泌体20μg/μL组效果显著(P<0.01)。(3)动物实验结果显示,经CCl4造模4周后,分别给予hUC-iPSCs-iMSCs来源的外泌体低剂量(1μg/μL)、高剂量(3μg/μL)、水飞蓟素4周后,模型对照组ALT、AST、TBil较空白对照组明显升高,差异显著(P<0.01),ALB较空白对照组下降(P<0.05)。与模型对照组比较,阳性对照组ALT水平下降有统计学意义(P<0.01),而AST、ALB及TBil间差异无统计学意义(P>0.05);与模型对照组比较,外泌体低剂量组的ALT、TBil水平下降,ALB升高,差异有统计学意义(P<0.05),而AST水平间差异无统计学意义(P>0.05);与模型对照组比较,外泌体高剂量组的ALT、AST、TBil水平下降,ALB水平升高,差异均存统计学意义(P<0.05)。模型对照组在纤维化与炎症活动度评分与空白对照组比较,差异显著(P<0.01);外泌体低剂量组、高剂量组纤维化评分低于模型组,差异显著(P<0.05);阳性对照组纤维化评分与模型对照组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。与模型对照组比较,阳性对照组的炎症程度评分下降,差异有统计学意义(P>0.05),而外泌体低剂量组、高剂量组的炎症程度评分下降显著(P<0.01);肝脏石蜡切片免疫荧光定位结果显示,与空白对照组相比,模型对照组的Col-I及α-SMA表达量明显增加,而阳性对照组、外泌体低、高剂量组经干预后,Col-I及α-SMA表达降低。结论:hUC-iPS-MSCs来源的外泌体,在体外可抑制CCl 4诱导的JS1细胞激活、降低其α-SMA及Col-I的表达,在体内可能改善CCl4诱导的小鼠肝纤维化模型的肝功能、肝组织纤维化程度及炎症活动度,且这种作用均呈剂量依赖性方式。
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