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脐带间充质干细胞外泌体LncRNA H19修复软骨损伤的机制

摘要:

文题释义:

外泌体:是一类直径在50-150 nm的脂质双层囊泡,能够从母体细胞运载脂质、蛋白质、mRNA和DNA等生物分子到靶细胞,进而调节相应的生物反应。干细胞来源外泌体具有干细胞的一些特性,但外泌体更加安全和稳定,无伦理限制,且具有大规模化生产使用的优势。因此干细胞来源外泌体是未来生物医疗领域的新策略和新方法。

长链非编码RNA:是一类真核生物中长度大于200个核苷酸的非蛋白编码转录RNA分子,在转录水平和转录后水平参与多种生物过程,如调控翻译、促进或者抑制mRNA、吸附miRNA。有研究证实长链非编码RNA可以在多种细胞中富集,并且通过外泌体的形式释放。因此,解析干细胞来源外泌体中关键的长链非编码RNA是进一步探明外泌体相关生物功能机制的重要方法。

背景:脐带间充质干细胞已被证明对软骨损伤有治疗作用,外泌体是脐带间充质干细胞在体内发挥治疗作用的主要载体。课题组前期发现LncRNA H19是介导脐带间充质干细胞外泌体调控软骨细胞活性的重要活性分子,LncRNA H19可以吸附miR-29b-3p从而促进软骨细胞的增殖再生,但是其下游机制仍未清楚。

目的:从外泌体和LncRNAs角度揭示脐带间充质干细胞治疗软骨损伤的具体机制,为软骨损伤的治疗提供新的靶点。

方法:构建稳定过表达LncRNA H19的脐带间充质干细胞,采用超速离心提取外泌体(H19-Exos);采用透射电镜、纳米颗粒跟踪分析、Western blot和外泌体摄取实验鉴定外泌体;通过Western blot、qPCR和双荧光素酶报告基因系统检测miR-29b-3p过表达和沉默对TGF-β1/Smad3通路的影响;通过特异性TGF-β1/Smad3抑制剂在体内外反向验证H19-Exos对软骨再生的生物学作用。

结果与结论:①H19-Exos在电镜下为典型的杯状,粒径在130 nm左右,均表达CD63、CD81和TSG1010特性蛋白;②过表达miR-29b-3p可以同时下调TGF-β1、Smad3的mRNA和蛋白水平,而沉默miR-29b-3p后,TGF-β1、Smad3的mRNA和蛋白水平上调;③双荧光素酶报告基因系统检测发现miR-29b-3p对下游靶基因TGF-β1和Smad3活性影响有显著差异;④膝关节腔内注射Ⅱ型胶原酶成功建立大鼠骨关节炎模型,H19-Exos可显著促进软骨再生,且特异性TGF-β1/Smad3抑制剂SB-431542在体内外均可阻断H19-Exos对软骨再生的生物学作用;⑤该研究系统论证了高表达LncRNA H19 脐带间充质干细胞来源外泌体对软骨再生的促进作用,具体机制为LncRNA H19通过靶向miR-29b-3p/TGF-β1/Smad3通路促进软骨再生。

https://orcid.org/0000-0002-1837-0670 (王宪峰);https://orcid.org/0000-0002-6653-2865 (言力韬)

中国组织工程研究杂志出版内容重点:干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程

关键词: 骨性关节炎, 间充质干细胞, 外泌体, 长链非编码RNA

引用本文:王宪峰, 王 锟, 孙 晗, 孙晓亮, 言力韬. 脐带间充质干细胞外泌体LncRNA H19修复软骨损伤的机制[J]. 中国组织工程研究, 2024, 28(1): 20-25.返回搜狐,查看更多

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