臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞來源外泌體對腦出血后HT22海馬神經(jīng)元細(xì)胞損傷具有保護(hù)作用

發(fā)布時(shí)間：

2022-03-30

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作者：

吉妮歐

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臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞來源外泌體對腦出血后HT22海馬神經(jīng)元細(xì)胞損傷具有保護(hù)作用，其機(jī)制可能是與血紅素加氧酶1調(diào)節(jié)高遷移率組蛋白B1及Toll樣受體4相關(guān)炎性通路有關(guān)

　　背景∶
　　研究證明間充質(zhì)干細(xì)胞來源外泌體可抑制神經(jīng)炎癥和腦出血損傷，目前關(guān)于間充質(zhì)干細(xì)胞來源外泌體通過血紅素加氧酶1介導(dǎo)對腦出血后HT22小鼠海馬神經(jīng)元細(xì)胞系保護(hù)作用機(jī)制的研究較少。
　　目的∶
　　探討臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞來源外泌體對腦出血后HT22海馬神經(jīng)元細(xì)胞的保護(hù)作用及其機(jī)制。
　　概述：
　　腦出血是一種高致死率和致殘率的疾病"，全球每10 萬人中就有10-20個(gè)人發(fā)生腦出血12，腦出血在中國占所有住院腦卒中患者的18.8%-47.6%P，該疾病發(fā)病兇險(xiǎn)，預(yù)后效果差，給社會和家庭都帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。雖然目前仍缺乏有效降低死亡和殘疾發(fā)生的治療方案，但間充質(zhì)干細(xì)胞治療有望促進(jìn)腦出血患者的神經(jīng)功能恢復(fù)。
　　間充質(zhì)干細(xì)胞可以通過神經(jīng)發(fā)生、血管生成、抗炎癥和抗凋亡機(jī)制促進(jìn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)重建和神經(jīng)功能恢復(fù)，但其具有多分化潛能，存在形成腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)。間充質(zhì)干細(xì)胞分泌的外泌體是一種囊泡狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)含豐富的生物活性物質(zhì)，這些物質(zhì)被驗(yàn)證可作為有用的治療劑、藥物輸送工具等，此外，外泌體具有抗凍融的特性使其使用極為方便，并且它可以穿過血腦屏障，用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療更占優(yōu)勢154，而且具有更高的安全性1。
　　目前臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞是外泌體來源的理想選擇，其在基因表達(dá)層面差異最小，且采集臍帶的過程不會對人體造成傷害圖。近年來有研究證實(shí)間充質(zhì)干細(xì)胞來源外泌體能一定程度上改善腦出血后白質(zhì)纖維完整性及促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)，并且外泌體的蛋白質(zhì)組學(xué)分析確定了2000多個(gè)可能與大腦修復(fù)功能有關(guān)的蛋白質(zhì)1。
　　目前間充質(zhì)干細(xì)胞來源外泌體治療腦出血的潛在機(jī)制主要是通過外泌體內(nèi)的 miRNAs 產(chǎn)生抗凋亡、神經(jīng)發(fā)生、血管生成和抗炎癥作用。
　　腦出血后除血腫帶來的原發(fā)性損傷外，繼發(fā)性腦損傷更不容忽視，繼發(fā)性損傷能進(jìn)一步促進(jìn)細(xì)胞凋亡、炎癥發(fā)生以及神經(jīng)元的變性與解體，而維持神經(jīng)元正常的形態(tài)和功能對腦出血后的神經(jīng)功能恢復(fù)有著重要作用嗎，因此有必要對腦出血后HT22海馬神經(jīng)元細(xì)胞損傷的機(jī)制進(jìn)行研究。
　　目前關(guān)于腦出血繼發(fā)性損傷機(jī)制的研究較多，腦出血后晚期腦水腫主要與血紅素降解產(chǎn)物有關(guān)，而血紅素降解過程中所需的限速酶為血紅素加氧酶1（heme oxygenase-1，HO-1），一般情況下它在大腦中表達(dá)極低，而在腦出血后顯著增加，且 3-7 d達(dá)到峰值。同時(shí)，血紅素加氧酶1與氧化應(yīng)激、炎癥、細(xì)胞凋亡過程等密切相關(guān)。除此之外，抑制血紅素加氧酶1表達(dá)可在一定程度上抑制腦出血炎癥反應(yīng)及其神經(jīng)損傷17。
　　該研究通過尾靜脈注射臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞來源外泌體治療小鼠腦出血動物模型，采用蛋白免疫印跡法檢測腦出血后損傷側(cè)海馬組織內(nèi)血紅素加氧酶1及炎性分子高遷移率組蛋白B1、Toll樣受體4的表達(dá)∶體外予以臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞來源外泌體預(yù)處理小鼠HT22海馬神經(jīng)元細(xì)胞細(xì)胞（HT22細(xì)胞）;然后用氯高鐵血紅素刺激 HT22細(xì)胞，采用蛋白免疫印跡法檢測 HT22細(xì)胞中血紅素加氧酶1的表達(dá)∶慢病毒轉(zhuǎn)染敲低 HT22細(xì)胞中血紅素加氧酶1的表達(dá)，然后予以臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞來源外泌體預(yù)處理HT22細(xì)胞，再用氯高鐵血紅素刺激HT22細(xì)胞，采用蛋白免疫印跡法檢測HT22細(xì)胞中血紅素加氧酶1的表達(dá)，通過上述實(shí)驗(yàn)探討臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞來源外泌體對腦出血后損傷側(cè)HT22海馬神經(jīng)元細(xì)胞的保護(hù)作用及相關(guān)機(jī)制。
　　方法∶
　　①自體血注射建立小鼠腦出血模型，在腦出血后8 h尾靜脈注射臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞來源外泌體，在腦出血后24 h，4 d及30d采用蛋白免疫印訪法檢測血紅素加氧酶1、高遷移率組蛋白B1和Toll樣受體4的表達(dá);
　　②體外應(yīng)用氯高鐵血紅素建立小鼠HT22海馬神經(jīng)元細(xì)胞細(xì)胞（HT22細(xì)胞）腦出血模型，在造模前給予臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞來源外泌體預(yù)處理12 h，然后給予氯高鐵血紅素刺激HT22細(xì)胞6h;蛋白免疫印跡法檢測血紅素加氧酶1的表達(dá);
　　③慢病毒轉(zhuǎn)染HT22細(xì)胞使血紅素加氧酶1低表達(dá)，然后同樣給予臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞來源外泌體預(yù)處理12 h，氯高鐵血紅素刺激6h，蛋白免疫印跡法檢測血紅素加氧酶1的表達(dá)。
　　結(jié)果與結(jié)論∶
　　（1）在腦出血后24 h，4 d及30 d時(shí)，損傷側(cè)海馬組織中血紅素加氧酶1表達(dá)量顯著升高（均P<0.05），與假手術(shù)組比較，腦出血組小鼠在腦出血后第4天血紅素加氧酶1、高遷移率組蛋白B1和Toll樣受體4蛋白表達(dá)顯著升高（均P< 0.05），與腦出血組相比，腦出血+外泌體組血紅素加氧酶1、高遷移率組蛋白B1和Toll樣受體4蛋白表達(dá)顯著降低（均P<0.05）;
　　（2）體外腦出血模型中，與對照組比較，氯高鐵血紅素+PBS組HT22細(xì)胞中血紅素加氧酶1蛋白表達(dá)顯著升高，與氯高鐵血紅素+PBS組比較，氯高鐵血紅素+外泌體組HT22細(xì)胞中血紅素加氧酶1 蛋白表達(dá)明顯降低（均P< 0.05）;
　　（3）慢病毒轉(zhuǎn)染HT22細(xì)胞高敲低血紅素加氧酶1表達(dá)后，敲低血紅素加氧酶1+氯高鐵血紅素+PBS組與高敲低血紅素加氧酶1+氯高鐵血紅素+外沙體組的血紅素加氧酶1蛋白表達(dá)無顯著差異;
　　（4）結(jié)果表明，臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞來源外泌體對腦出血后HT22海馬神經(jīng)元細(xì)胞損傷具有保護(hù)作用，其機(jī)制可能是與血紅素加氧酶1調(diào)節(jié)高遷移率組蛋白B1及Toll樣受體4相關(guān)炎性通路有關(guān)。
　　關(guān)鍵詞∶間充質(zhì)干細(xì)胞;外泌體;腦出血;海馬;血紅素加氧酶1;炎性通路