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Neurochem Res. | 间充质干细胞分泌的外泌体修复脊髓损伤

脊髓损伤 (SCI) 是一种破坏性的神经系统事件,会导致严重的运动和感觉功能障碍。外泌体介导的环状 RNA (circRNA) 转移与 SCI 相关,据报道外泌体由间充质干细胞 (MSCs) 产生。本研究旨在探讨外泌体circZFHX3对LPS诱导的SCI损伤MSCs的作用机制。

 

这项研究最初发表在Neurochem Res.《神经化学研究》2022 年 6 月 3 日。doi:10.1007/s11064-022-03607-y,标题为Exosomes Secreted from circZFHX3-modified Mesenchymal Stem Cells Repaired Spinal Cord Injury Through mir-16-5p/IGF-1 in Mice。作者来自中国安徽省中国科大第一附属医院创伤骨科等。

Neurochem Res. | 间充质干细胞分泌的外泌体修复脊髓损伤

 

全世界平均每年每百万人中有15~40人发生脊髓损伤,且全球脊髓损伤人数已突破300万。我国SCI患者发病率呈逐年上升的趋势,且患者人数已突破百万,并以每年12万的速度剧增。

 

脊髓损伤(spinal cord injury, SCI)是一种严重的致残性疾病。脊髓损伤患者常有肢体麻、胀、针刺痛及痉挛等症状。而且关节活动度较小,日常生活能力较差,严重影响患者的生活质量。同时,给家庭和社会造成沉重的经济负担。致伤的原因多为暴力性损伤,如交通事故、运动损伤、重物砸伤等。其中,首要原因就是交通事故,占到46.9%。其次是工伤事故,占到33.1%,其他损伤包括运动失误、生活中的损伤、火器伤及锐器伤等。

 

目前的治疗手段主要包括药物抗炎、神经营养、外科固定减压等。由于神经损伤的不可逆性,即使经过抢救治疗,患者往往最终难以摆脱截瘫、四肢瘫的噩运。外泌体介导的环状 RNA (circRNA) 转移与脊髓损伤相关,据报道外泌体由间充质干细胞 (MSCs) 产生。该研究旨在探讨外泌体circZFHX3对LPS诱导的脊髓损伤间充质干细胞的作用机制。

 

在该项研究中,外泌体通过透射电子显微镜和纳米粒子追踪分析进行检测。CD9、CD63、CD81 和 TSC101、B 细胞淋巴瘤 2 (Bcl-2)、Bcl-2 相关 X 蛋白 (Bax)、Cleaved caspase 3 和胰岛素样生长因子 1 (IGF-1) 蛋白水平分别为通过蛋白质印迹法测定。

 

通过实时定量聚合酶链反应 (RT-qPCR) 检测 CircZFHX3、microRNA-16-5p (miR-16-5p) 和 IGF-1 水平。通过 Cell Counting Kit-8 (CCK-8) 和流式细胞术检测细胞活力和凋亡。使用酶联免疫吸附试验 (ELISA) 评估 IL-1β、IL-6 和 TNF-α 的水平。ROS、LDH 和 SOD 水平由专用试剂盒测量。Starbase 和 DianaTools 预测了 miR-16-5p 与 circZFHX3 或 IGF-1 之间的结合,然后通过双荧光素酶报告基因和 RNA 免疫沉淀 (RIP) 测定进行验证。在体内检测了外泌体 circZFHX3 对 SCI 小鼠的生物学作用。

 

结果发现:SCI小鼠中CircZFHX3和IGF-1降低,miR-16-5p升高。此外,外泌体 circZFHX3 在体外增强了 LPS 处理的 BV-2 细胞的细胞活力并抑制细胞凋亡、炎症和氧化应激。机械地,circZFHX3 充当 miR-16-5p 的海绵来调节 IGF-1 的表达。外泌体 circZFHX3 减少体内 SCI 的细胞损伤。

 

结论:外泌体 circZFHX3 部分通过调节 miR-16-5p/IGF-1 轴抑制 LPS 诱导的 BV-2 细胞损伤,暗示了一种有前途的 SCI 治疗策略。

 

脊髓损伤是一种较常见的严重致残性损伤,严重影响患者的生命安全和生存质量。尽早的采用科学的方法对脊髓损伤患者进行康复治疗,可以更好的改善脊髓损伤患者的运动功能和日常生活能力,提高脊髓损伤患者的生活质量。

 

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