诱导多能干细胞来源的外泌体促血管生成作用及其机制研究

来源 :青岛大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhanghao2018
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目的:研究人源诱导多能干细胞(human induced pluripotent stem cells,hiPSCs)来源的外泌体(hiPSCs-exosome,hiPSCs-Exo)的促血管生成能力,并对其中的分子机制进行初步探究,旨在为解决泌尿系组织工程修复过程中因移植物血供不良而导致修复失败提供新的思路。方法:(1)通过免疫荧光和流式细胞术鉴定hiPSCs的多能性标志物的表达;通过两步诱导法将hiPSCs定向分化为尿路上皮细胞,并通过实时定量聚合酶链反应(q RT-PCR)、Western blot和免疫荧光检测分化各阶段标志物的表达。(2)采用超速离心法获取hiPSCs-Exo,透射电镜观察hiPSCs-Exo的生物学特征,粒径分析仪检测hiPSCs-Exo的直径,Western blot鉴定hiPSCs-Exo中外泌体特异性标志物的表达。(3)采用PKH26染色标记hiPSCs-Exo,观察hiPSCs-Exo是否可以被人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)摄取;将hiPSCs-Exo与HUVECs共培养,通过CCK-8实验、划痕实验和血管形成实验检测HUVECs的增殖能力、迁移能力和促血管形成能力;q RT-PCR检测血管生成相关基因的表达。(4)选取C57/BL6J的小鼠随机分为3组:(1)假手术组(Sham组);(2)模型组(Model组);(3)hiPSCs-Exo组。Sham组仅暴露股动脉不做缺血处理,Model组和hiPSCs-Exo组通过结扎股动脉的方法建立小鼠下肢缺血模型,分别于第0天、4天、8天向小鼠股四头肌内多点(4处)注射PBS和hiPSCs-Exo。在第0天、7天、14天、21天采用激光多普勒血流仪检测三组小鼠下肢血流的恢复情况。在第14天和21天从各组随机抽取小鼠进行股四头肌免疫荧光染色检测下肢肌肉新生微血管密度。在第21天对剩余小鼠缺血下肢的肌肉行苏木精-伊红染色(hematoxylin-eosin staining,H&E染色)观察肌细胞形态。(5)提取hiPSCs-Exo进行miRNAs高通量测序,筛选hiPSCs-Exo中高峰度表达且与血管生成相关的miRNAs;q RT-PCR验证测序结果;将Cy3标记的miR-103a-3p mimics转染hiPSCs后提取hiPSCs-Exo,观察miR-103a-3p是否可以被HUVECs摄取;利用慢病毒转染在HUVECs中分别过表达miR-103a-3p和敲低miR-103a-3p,通过血管形成实验检测miR-103a-3p对HUVECs促血管生成能力的影响。结果:(1)免疫荧光和流式细胞术结果显示hiPSCs中表达特异性蛋白NANOG、OCT4,符合hiPSCs的典型特征;qRT-PCR和Western blot结果显示诱导分化18天后的hiPSCs中表达尿路上皮标志物Uroplakin Ib(UPK Ib)和Uroplakin IIIb(UPK IIIb)(P<0.001)。(2)透射电镜观察hiPSCs-Exo为圆形或椭圆形,直径约在40~150 nm之间,具有典型的“茶托状”结构,粒径分析结果显示平均直径为95.28nm,Western blot结果显示hiPSCs-Exo中表达外泌体特异性蛋白CD9、CD63和CD81,符合外泌体的典型特征。(3)PKH26染色结果显示hiPSCs-Exo成功被HUVECs摄取,并进入胞质中;CCK-8实验结果显示hiPSCs-Exo与HUVECs共培养后,HUVECs增殖能力增强(P<0.05);划痕实验结果显示hiPSCs-Exo与HUVECs共培养后,HUVECs迁移能力增强(P<0.01);血管形成实验结果显示hiPSCs-Exo与HUVECs共培养后,HUVECs血管生成能力增强(P<0.01);q RT-PCR结果显示hiPSCs-Exo与HUVECs共培养后,VEGF,Ang1,Ang2等血管生成相关基因表达均升高(P<0.01)。(4)激光多普勒检测小鼠下肢血流的灌注情况结果显示相比于model组,hiPSCs-Exo组小鼠在术后第21天下肢血流恢复明显(P<0.05);免疫荧光结果显示hiPSCs-Exo组中CD31和CD34表达水平明显高于model组;H&E染色结果显示hiPSCs-Exo组小鼠股四头肌细胞出现部分萎缩和凋亡,而model组小鼠股四头肌细胞萎缩和凋亡程度严重。(5)miRNAs高通量测序结果显示hiPSCs-Exo中存在大量miRNAs,根据表达丰度及q RT-PCR验证结果筛选出miR-103a-3p作为后续研究;cy3染料示踪miRNAs结果显示hiPSCs-Exo源性的miR-103a-3p可以被HUVECs所摄取;血管形成实验结果显示过表达miR-103a-3p后HUVECs的血管生成能力明显增强(P<0.01)。结论:(1)hiPSCs经体外诱导可以定向分化为尿路上皮细胞。(2)hiPSCs-Exo能促进HUVECs增殖、迁移和血管生成能力,并能促进HUVECs中血管生成相关基因表达。(3)局部注射hiPSCs-Exo有助于改善小鼠缺血下肢的血流灌注情况,促进缺血下肢肌肉内血管的形成。(4)hiPSCs-Exo可能通过其包含的miR-103a-3p发挥促血管生成作用。意义:本研究为阐明hiPSCs-Exo在促血管生成作用机制提供理论依据,为解决泌尿系组织工程移植物易感染、血供差等问题提供新的思路,更好地实现hiPSCs-Exo的临床转化。
其他文献
目的:2型糖尿病(Type 2 diabetes mellitus,T2DM)在世界各地流行,俨然已成为严重的公共卫生负担之一,亟待解决。空腹血糖(Fasting blood glucose,FBG)作为T2DM诊断的重要实验室检测指标,处于较高水平时即使低于T2DM诊断阈值也会增加人群发病率和死亡率。T2DM的发生和发展与脱氧核糖核酸(Deoxyribonucleic acid,DNA)甲基化相
学位
目的:探究低氧诱导因子-1α(Hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)对牙周膜干细胞(Periodontal ligament stem cells,PDLSCs)增殖活性、凋亡及成骨分化能力的影响,初步探讨信号素3A(Semaphorin 3A,Sema3A)在低氧刺激下对PDLSCs成骨分化的作用。方法:一、分离提取并鉴定PDLSCs:采用组织块法结合酶消化法分离
学位
研究目的:研究慢性乙型肝炎(CHB,Chronic Hepatitis B)和乙型肝炎肝硬化(LC,liver cirrhosis)患者低病毒血症(LLV,Low-level viremia)与肝脏炎症、纤维化进展的关系。研究方法:收集2021年11月30日前就诊于青岛大学附属医院肝病门诊口服核苷(酸)(NAs)类药物抗病毒治疗疗程≥1年,且HBV DNA<2000IU/ml的CHB和LC患者的临
学位
目的:明确骨肉瘤中唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素15(Siglec-15)的表达及Siglec-15对骨肉瘤细胞增殖、凋亡、焦亡的影响及可能机制;探索骨肉瘤细胞中Siglec-15、自噬、侵袭迁移之间的关系,及Siglec-15影响骨肉瘤细胞侵袭迁移的可能机制。方法:取青岛大学附属医院病理确诊为骨肉瘤的52例患者组织制作病理切片,检测骨肉瘤组织中Siglec-15的表达情况,分析Siglec-15的
学位
目的:探讨槲皮素(Quercetin)在烟曲霉菌性角膜炎体内及体外模型中的抗真菌和抗炎作用,及其潜在作用机制。方法:1.在体外,用最低抑菌浓度(Minimal inhibitory concentration,MIC)实验测定槲皮素的抑菌作用,收集烟曲霉菌菌液后,用倍比稀释的槲皮素溶液进行处理。CCK-8细胞毒性实验用来观察槲皮素对体外正常繁殖的人角膜上皮细胞(Human corneal epit
学位
目的:丘脑底核(subthalamic nucleus,STN)是BG的主要核团之一,也是唯一的兴奋性核团,其神经元电活动的变化在调节皮层运动神经元兴奋性中起着重要的作用。Apelin最初从牛胃分泌物中提取而来,含有77个氨基酸的apelin前体肽裂解生成apelin-13、apelin-17和apelin-36等活性肽,以apelin-13活性较强。Apelin受体APJ属于G蛋白耦联受体家族。
学位
研究目的:本研究主要探讨行同步放化疗的局部晚期非小细胞肺癌(Non-small-cell Lung Cancer,NSCLC)患者中治疗前标准化氟18-脱氧葡萄糖正电子发射计算机断层显像(18-Fluorodeoxy-Glucose Positron Emission Tomography-Computed Tomography,18F-FDG PET/CT)参数TLR(tumor SUVmax-
学位
目的:随着糖尿病在世界范围内的流行,考虑到糖尿病创面微环境的复杂性,对于糖尿病患者难以愈合的创面,迫切需要设计和开发新型多功能创面敷料。本研究采用复合静电纺丝技术制备了负载抗炎成分的纳米纤维创面材料,并对其治疗糖尿病创面的能力进行了系统研究。糖尿病伤口是一种慢性的难愈合的皮肤疾病,研究认为伤口长期处于炎症状态是糖尿病伤口难愈合的的主要原因。白头翁皂苷B4(Anemoside B4,ANE)是一种来
学位
目的探讨来那度胺单药维持治疗中高危弥漫大B细胞淋巴瘤的疗效、安全性及对免疫功能的影响,并分析影响维持治疗疗效的危险因素。方法回顾性分析2014年2月至2021年4月就诊的90例DLBCL患者,其中45例接受来那度胺单药维持治疗作为观察组,45例未维持治疗作为对照组。收集包括年龄、性别、初诊时间、分期、分级、国际预后指数(IPI)/年龄调整的国际预后指数(aa-IPI)、B症状、东部肿瘤协作组(EC
学位
研究目的:既往研究表明,婚姻状况与阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)之间存在联系,但其具体机制尚未明确。本研究旨在探索中国北方汉族认知正常人群婚姻状况与AD脑脊液(cerebrospinal fluid,CSF)生物标志物之间的关联。研究方法:本研究人群来源于中国人阿尔茨海默病生物标志物与生活方式(Chinese Alzheimer’s Biomarker and Lif
学位