急性心肌梗死是临床常见的急症之一,死亡率高,而且预后差,对人们的健康造成了严重危害。干细胞移植治疗是近年发展起来的一项新型临床前沿技术,其原理是通过移植或动员干细胞进入梗死心肌组织,增加梗死区心肌样细胞及毛细血管数量,替代、修复或加强受损的组织或器官的生物学功能,逆转心脏重构,改善心功能。本文通过CRISPR/Cas9系统构建了低免疫排斥性的B2M-UMSCs细胞,并在此基础上研究了将外泌体中的miRNA分子在心肌梗死后的心肌修复过程中的具体作用机制。首先从幼龄大鼠中分离骨髓间充质干细胞(BMSCs),并收集骨髓间充质干细胞来源的外泌体。分别将间充质干细胞及其来源的外泌体移植到大鼠心梗模型中,通过心超检测、免疫组化、Masson染色等对修复效果进行检测,同时利用不同的体外细胞模型,对外泌体的作用机制进行初步研究。发现BMSCs细胞及其来源的外泌体都具有修复心肌梗死的效果,且BMSCs来源的外泌体具有促进细胞增殖、抑制心肌细胞凋亡、抑制纤维化反应的功能;将BMSCs细胞和外泌体进行miRNA测序后发现,BMSCs细胞及其来源的外泌体具有相似的表达谱。异体间充质干细胞移植已经成为干细胞治疗心肌梗死的最新发展趋势,但是异体移植的MSCs可以引起免疫反应,而且其表达的HLA-I类分子是引起免疫排斥反应的主要原因。为了研究免疫排斥反应对干细胞移植治疗心肌梗死的影响,我们利用CRISPR/Cas9系统敲除细胞表面的B2M分子,进而降低其HLA-I类分子的表达,构建了低免疫排斥性的B2M-UMSCs细胞。敲除B2M分子后,细胞的干性无明显变化。体外实验证实B2M敲除后,能够降低CD8+T细胞介导的杀伤作用;将B2M-UMSCs移植到心梗模型中后,发现其几乎不引起免疫排斥反应,且更能改善心功能。旁分泌是间充质干细胞发挥作用的主要途径之一,间充质干细胞来源的外泌体移植可以修复心肌损伤,但是其发挥作用的具体机制还有待研究。本研究中以LAD结扎诱导的急性心肌梗死为模型,研究间充质干细胞来源的外泌体修复心肌梗死的具体作用机制。通过miRNA测序筛选出在细胞和外泌体中表达量较高的miRNA分子,然后通过生物信息学分析发现mi R-24可以通过抑制Bim的表达进而抑制心肌细胞凋亡;按照loss/gain of function的策略,对外泌体中mi R-24的表达进行调控,并在H2O2诱导的细胞凋亡模型和大鼠急性心肌梗死模型中验证了外泌体中的mi R-24抑制细胞凋亡功能。最终体内、体外实验均证实UMSCs细胞通过外泌体将mi R-24传送到心肌细胞中,并通过抑制心肌细胞中Bim蛋白的表达来抑制心肌细胞凋亡,修复心肌梗死。结论:我们的研究结果证实,敲除B2M分子是避免异体间充质干细胞移植免疫排斥反应的一个方便、有效的策略,为未来临床上使用无需HLA配型的组织修复、再生细胞治疗提供了思路;B2M-UMSCs细胞通过外泌体将mi R-24传送到心肌细胞中,并通过抑制心肌细胞中Bim蛋白的表达来抑制心肌细胞凋亡,修复受损心肌,为临床使用间充质干细胞来源的外泌体修复受损的心肌提供了依据。