巨噬细胞外泌体及其miRNAs介导棕榈酸促炎作用的机制初探

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研究背景慢性非传染性疾病(NCDs)严重危害人民健康,代谢性炎症是促进NCDs发生发展的重要病理基础。最新研究显示,巨噬细胞分泌的外泌体及其miRNAs是介导代谢性炎症的一种新机制。棕榈酸(PA)是一种可诱发代谢性炎症的常见饱和脂肪酸。巨噬细胞外泌体及其miRNAs是否能介导PA诱发的代谢性炎症,尚不清楚。目的本研究旨在初步探讨巨噬细胞外泌体及其miRNAs是否能够介导棕榈酸诱发的代谢性炎症,为解释PA诱导的代谢性炎症提供一种新的机制,可为代谢性炎症及其相关NCDs的防治提供新的思路。方法1.采用差速离心法提取PA刺激的炎性巨噬细胞培养上清中的外泌体,并用纳米颗粒追踪仪、透射电镜和蛋白印迹法(WB)进行鉴定;2.将PKH26标记炎性巨噬细胞外泌体与巨噬细胞共培养,倒置荧光显微镜观察巨噬细胞对外泌体的摄取;3.将PA刺激的炎性巨噬细胞分泌的外泌体处理正常巨噬细胞,WB检测NF-κB p65 与 p-p65、IκBα 和 COX-2 的表达;4.高通量测序检测PA刺激的炎性巨噬细胞与正常巨噬细胞分泌的外泌体中差异性表达的miRNAs,生物信息学分析预测目标miRNA并用qPCR确认,进一步运用WB结合miRNA模拟物和抑制剂研究和确认目标miRNA对NF-κB p65与p-p65、IκBα和COX-2表达的调控作用。5.采用SPSS20.0软件进行统计分析,单因素方差分析多组间差异,两独立样本T检验分析两组之间的差异。结果均采用均数±标准差(Means± SD)表示,p<0.05有统计学意义。结果1.用差速离心法从PA刺激的小鼠炎性巨噬细胞的培养上清中能制备约2.9× 1013 particles/mL的“茶托样”结构外泌体,其稳定表达CD9和Tsg101,绝大部分外泌体粒径介于40 nm~160 nm(平均粒径150.7 nm,众数粒径133.lnm)之间,且粒径-浓度分布呈明显的单峰状态。2.PKH26标记的外泌体与巨噬细胞共培养后,镜下可见明显红色荧光,合并白光与荧光视野,可见红色荧光绝大部分位于细胞内。3.PA刺激的炎性巨噬细胞分泌的外泌体(2 μg/105cells)处理正常巨噬细胞,NF-κB p-p65/NF-κB p65 比例在处理 4h 和 8h 时显著升高(p<0.05);COX-2表达量呈时间依赖型(4h、8h、16h和24h)显著升高(p<0.05)。炎性巨噬细胞分泌的外泌体处理正常巨噬细胞4h,NF-κB p-p65/NF-κB p65比例呈浓度依赖型(1、2和3 μg/105cells)显著升高(p<0.05);处理24 h,COX-2蛋白表达在干预浓度为0.5、2和3μg/105cells时显著升高(p<0.05)。炎性巨噬细胞分泌的外泌体对正常巨噬细胞中NF-κB p-p65/NF-κB p65比例的增加效应可被外泌体分泌抑制剂GW4869显著降低(p<0.05)。4.相比正常巨噬细胞分泌的外泌体miRNAs,PA刺激炎性巨噬细胞分泌的外泌体miRNAs有137种miRNA存在差异表达,表达上调的有81种,表达下调的有56种。在所有上调的miRNA中,miR-3064-5p靶向NF-κB通路中的信号分子IκBα。qPCR定量分析发现,PA刺激的炎性巨噬细胞及其分泌的外泌体中miR-3064-5p表达量显著高于正常巨噬细胞分泌的外泌体(p<0.05)。5.miR-3064-5pmimic转染的巨噬细胞中IκBα蛋白表达显著降低(p<0.05),NF-κB p-p65/NF-KB p65 比例显著升高(p<0.05)。miR-3064-5p inhibitor 转染PA刺激的炎性巨噬细胞,其分泌的外泌体再处理正常巨噬细胞,IκBα蛋白表达显著升高(p<0.05),NF-κB p-p65/NF-κB p65比例显著降低(p<0.05)。结论1.PA刺激的炎性小鼠巨噬细胞分泌的外泌体可以激活正常小鼠巨噬细胞中NF-κB信号通路,具有促炎活性。2.PA刺激的炎性小鼠巨噬细胞分泌的外泌体可通过其富含的miR-3064-5p靶向抑制正常小鼠巨噬细胞中IκBα表达而激活NF-κB信号通路。
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