间充质干细胞、免疫细胞、外泌体源头供货

Stem Cell Res Ther | 山东大学口腔医学院:人类乳牙脱落牙干细胞外泌体通过转运miRNAs抑制血管生成

血管生成是在已存在的血管基础上以芽生的方式形成新生血管的过程。通过这一过程给细胞提供充足的氧气及营养物质,这在生理及病理过程中起着重要的作用。肿瘤的发生、发展及预后与肿瘤血管生成密切相关。研究表明肿瘤细胞如得不到充足的血液供应,肿瘤生长一般不会超过1~2 mm3 ,因而抑制血管生成是拮抗肿瘤生长的重要手段。人脱落乳牙牙髓干细胞(Stem cells of human deciduous exfoliated teeth, SHED)相对于其它来源的间充质干细胞有其独特的生物学特征。目前对于间充质干细胞及外泌体的相关研究已如火如荼的开展,但对于SHED来源外泌体的生物学性能,尤其是对血管生成调控作用中的研究相对较少。

2022年3月3日,山东大学口腔医学院吴训伟研究员、郭泾教授团队在Stem Cell Research & Therapy上发表了题为“Exosomes derived from stem cells of human deciduous exfoliated teethinhibit angiogenesis in vivo and in vitro via the transfer of miR-100-5pand miR-1246”的文章(2022,3;13(1):89),阐述了人脱落乳牙牙髓干细胞(SHED)来源外泌体通过miR-100-5p 及miR-1246抑制血管生成的作用机制和方式。该文章的第一作者为山东大学口腔医学院刘盼盼博士生。

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研究者首先利用胶原酶消化从人脱落乳牙的牙髓组织分离并培养了SHED细胞。通过流式细胞术发现SHED细胞表面标记物的表达符合间充质干细胞的特点。然后通过电镜观察、粒径分析和Western blot实验验证了SHED来源的微囊泡是外泌体。把PHK67标记的外泌体加入内皮细胞中孵育,发现PHK67标记的外泌体能被内皮细胞吞噬至细胞内。(图1)

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图1

CCK8实验及Ki67细胞免疫荧光染色实验验证了SHED来源外泌体能显著抑制内皮细胞的增殖能力。同时Annexin V-FITC/PI 双染的流式细胞术及Western blot实验结果表明SHED细胞来源外泌体能诱导内皮细胞的凋亡(图2)。

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图2

研究者通过细胞划痕实验及Transwell小室细胞迁移实验验证了SHED细胞来源的外泌体能显著抑制内皮细胞的迁移能力(图3)

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图3

通过基质胶体外成管实验发现SHED细胞来源的外泌体抑制内皮细胞的体外成管能力,这与其负向调控内皮细胞中促血管生成相关因子VEGF、MMP-9 及ANGPT1的表达相关(图4)。

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图4

鸡胚尿囊膜实结果表明SHED来源外泌体组注入点周围所形成微血管的数量显著少于PBS对照组。此外通过于口腔鳞癌的瘤体基底部多次多位点注射外泌体后,其瘤体体积显著小于对照组。同时发现外泌体治疗组中CD31阳性细胞所围成的微管的数量较对照组显著降低。体内实验表明SHED来源的外泌体能显著抑制血管生成。(图5)

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图5

 最后研究者根据外泌体miRNAs的测序结果,筛选出表达量排在前15的miRNAs,同时qRT-PCR实验结果表明SHED来源外泌体中富集了miR-100-5p及 miR-1246。通过基质胶体外成管实验、qRT-PCR、Westernblot及双荧光素酶实验等证明miR-100-5p及miR-1246可通过负向调控VEGF的表达抑制血管生成,这与miR-100-5p/mTOR/HIF-1及(或)miR-1246/ACE信号通路相关(图6)。

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图6

综上所述,该团队的研究结果表明,SHED来源外外泌体富集miR-100-5p 及 miR-1246通过负向调控VEGF来抑制血管生成,这与miR-100-5p/mTOR/HIF-1a及miR-1246/ACE信号通路相关。此研究为临床上通过抑制肿瘤血管生成来抗肿瘤治疗提供新的治疗思路(图7)。

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图7

参考文献

Exosomes derived from stemcells of human deciduous exfoliated teeth inhibit angiogenesis in vivo and invitro via the transfer of miR1005p and miR1246. Stemcell research & therpy. 2022,13:89.doi.org/10.1186/s13287-022-02764-9.

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