论文部分内容阅读
目的:对比研究体外人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,h UCMSCs)及牙髓干细胞(human dental pulp stem cells,h DPSCs)来源外泌体对脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)诱导的h DPSCs炎症反应的影响,为脐带间充质干细胞来源外泌体在牙髓炎症损伤修复领域的深入研究提供理论依据,为牙髓损伤的活髓保存治疗提供思路。方法:1.采用组织块培养法体外培养原代h DPSCs及h UCMSCs,通过形态学观察、流式细胞术分析细胞表面分子标记物及成骨、成脂、成软骨诱导多向分化实验鉴定细胞,后续实验使用3~6代细胞。2.分别用含0(空白对照组)、10、20、50μg/ml浓度的LPS细胞培养液培养h DPSCs,于12、24、36h,通过CCK8法检测细胞增殖情况;ANNEXIN V-FITC/PI双染法检测细胞调亡情况;实时荧光定量聚合酶链反应(Quantitative real-time polymerase chain reaction,QRT-PCR)检测细胞因子IL-6、IL-1α、IL-1β、TNF-α、IL-10的m RNA表达水平变化。3.采用差速超高速离心法提取h UCMSCs来源外泌体(UCMSC-Exo)及h DPSCs来源外泌体(DPSC-Exo),用Western blot,粒径分析及电镜做进一步鉴定,使用BCA蛋白测定法检测外泌体的浓度备用。4.分别采用0、25、50、100μg/ml浓度的h UCMSCs及h DPSCs来源外泌体作用于h DPSCs,通过CCK8法检测细胞增殖情况,筛选出外泌体有效浓度。分别采用50μg/ml h UCMSCs、h DPSCs来源外泌体和20μg/ml LPS作用于h DPSCs,通过CCK8法检测细胞增殖情况;ANNEXIN V-FITC/PI双染法检测细胞调亡情况;QRT-PCR检测IL-6、IL-1α、IL-1β、TNF-α及IL-10 m RNA的表达;酶联免疫吸附实验(Enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)从蛋白水平检测培养上清液中IL-6、IL-1β、TNF-α及IL-10的表达。结果:1、本实验所培养的h UCMSCs、h DPSCs呈梭形、放射状生长,经传代后生长状态稳定,流式细胞术结果表明本实验所培养的h UCMSCs、h DPSCs来源于间充质;成骨诱导后有大量矿化结节产生,成脂诱导后形成大量橘红色脂滴,成软骨诱导后有软骨样结构沉积。2、LPS对牙髓干细胞细胞增殖、凋亡及炎症细胞因子m RNA表达的影响:(1)36h,10μg/ml浓度组细胞量高于对照组(P<0.05);24、36h,20、50μg/ml浓度组细胞量低于对照组(P<0.05)。(2)12、24、36h,10μg/ml浓度组细胞凋亡率与对照组无统计学差异(P>0.05);24、36h,20、50μg/ml浓度组细胞凋亡率高于对照组(P<0.05),且50μg/ml浓度组细胞凋亡率高于20μg/ml浓度组,差异有统计学意义(P<0.05)。(3)12、24、36 h,10、20、50μg/ml浓度组IL-6、TNF-α、IL-1β、IL-1α及IL-10 m RNA相对表达量高于对照组(P<0.05)。3、差速超高离心法提取h UCMSCs及h DPSCs来源的外泌体,电镜下显示外泌体为类圆形囊泡结构,粒径分析直径为30-150nm,Western Blot检测外泌体标志性蛋白CD63、CD9、TSG101阳性。4、h UCMSCs及h DPSCs来源外泌体对LPS诱导的h DPSCs的细胞增殖、凋亡、炎症细胞因子表达的影响。(1)12、24、36h,与对照组相比,50、100μg/ml UCMSC-Exo及DPSC-Exo均能促进细胞增殖(P<0.05),选用50μg/ml Exo用于后续实验。24、36h,UCMSC-Exo+LPS组及DPSC-Exo+LPS组细胞量均高于LPS组(P<0.05),且UCMSC-Exo+LPS组细胞量高于DPSC-Exo+LPS组(P<0.05)。(2)24、36 h时,UCMSC-Exo+LPS组及DPSC-Exo+LPS组细胞凋亡率低于LPS组(P<0.05),且36h,UCMSC-Exo+LPS组凋亡率低于DPSCExo+LPS组(P<0.05)。(3)12、24、36h,LPS组、UCMSC-Exo+LPS组及DPSCExo+LPS组IL-6、IL-1β、IL-1α、TNF-α及IL-10 m RNA相对表达量高于空白对照组(P<0.05);24、36h,UCMSC-Exo+LPS组及DPSC-Exo+LPS组IL-6、IL-1β、IL-1α及TNF-αm RNA相对表达量低于LPS组,IL-10表达量高于LPS组(P<0.05);24、36h,UCMSC-Exo+LPS组IL-6,IL-1α及TNF-αm RNA表达量低于DPSC-Exo+LPS组,而IL-10表达量高于DPSC-Exo+LPS组(P<0.05)。(4)24、36h,LPS组、UCMSC-Exo+LPS组及DPSC-Exo+LPS组IL-6、IL-1β、TNF-α及IL-10蛋白分泌量均高于空白对照(P<0.05);36h,UCMSCExo+LPS组及DPSC-Exo+LPS组IL-6、IL-1β、TNF-α蛋白分泌量低于LPS组(P<0.05),且UCMSC-Exo+LPS组IL-6、TNF-α及IL-1β蛋白浓度低于DPSCExo+LPS,而IL-10蛋白浓度高于DPSC-Exo+LPS组(P<0.05)。结论:1.LPS浓度为20μg/ml时可轻微抑制h DPSCs增殖、诱导细胞凋亡,且能诱导炎性细胞因子IL-6、IL-1β、IL-1α,TNF-α及IL-10表达显著上调,综合评价选择该浓度进行后续实验。2.h UCMSCs及h DPSCs衍生的外泌体均能够促进h DPSCs增殖,有效降低LPS诱导的h DPSCs凋亡,并降低促炎因子IL-6、IL-1β、IL-1α及TNF-αm RNA表达,促进抑炎因子IL-10 m RNA表达。降低IL-6、IL-1β、TNF-α蛋白的释放并增加IL-10的释放,从而改善LPS诱导的炎症环境,随着作用时间的延长,h UCMSCs来源的外泌体表现出更强的改善炎症环境的能力。