同种异体脂肪间充质干细胞移植通过抑制氧化低密度脂蛋白摄取、炎症反应和内皮损伤减轻兔动脉粥样硬化斑块

Allogeneic Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cell Transplantation Alleviates Atherosclerotic Plaque by Inhibiting Ox-LDL Uptake, Inflammatory Reaction and Endothelial Damage in Rabbits.

作者信息Yanhong Li, Guiying Shi, Wei Liang, Haiquan Shang, Huiwu Li, Yunlin Han, Wenjie Zhao, Lin Bai, Chuan Qin
PMID37566014
期刊Cells
发布时间2023-07-26
DOI10.3390/cells12151936

实验完整度

包含高脂饮食兔模型、体外巨噬细胞极化实验及外泌体机制验证,涵盖功能验证(油红O染色、超声、TUNEL)和机制验证(STAT6通路、外泌体表征)。

主要模型

新西兰兔高脂饮食动脉粥样硬化模型 THP-1细胞来源的巨噬细胞 兔脂肪间充质干细胞

重点核对

高脂饮食兔模型分组:正常饮食、高脂饮食、正常饮食+ADSCs、高脂饮食+ADSCs,每组6只(3雌3雄) ADSCs移植剂量和频率:6×10^6个细胞/500 μL PBS,每2周一次,持续3个月 体外巨噬细胞极化模型:THP-1经PMA诱导,LPS(100 ng/mL)和IFN-γ(20 ng/mL)刺激,与ADSCs或外泌体共培养48小时 外泌体分离和表征:超速离心法,标志物CD9、HSP70、TSG101阳性,Calnexin阴性,直径30-150 nm

摘要

动脉粥样硬化是一种由脂质驱动的慢性动脉炎症性疾病,是心血管发病和死亡的主要原因。间充质干细胞已被用于治疗动脉粥样硬化病变。脂肪间充质干细胞已被证明能够调节巨噬细胞的激活状态,并表现出抗炎能力。然而,同种异体ADSCs治疗AS的效果尚未得到研究。本研究在高脂饮食兔模型中研究了同种异体兔ADSCs静脉移植的早期治疗效果和初步机制分析。进一步在体外分析了兔ADSCs对巨噬细胞的极化机制。与模型组相比,血脂水平下降,斑块面积、氧化低密度脂蛋白摄取、清道夫受体A1和分化簇36水平均显著降低,炎性M1巨噬细胞积聚、凋亡、白细胞介素-6和肿瘤坏死因子-α表达减少。内皮细胞(CD31)、M2巨噬细胞、IL-10和转化生长因子-β水平升高。体外实验表明,ADSCs可通过其分泌的外泌体促进M1巨噬细胞向M2巨噬细胞表型转换,主要机制包括增加精氨酸酶1表达和IL-10分泌,降低诱导型一氧化氮合酶表达和TNF-α分泌,并激活STAT6通路。因此,同种异体兔ADSC移植能够迁移至主动脉粥样硬化斑块,在AS早期通过抑制ox-LDL摄取、炎症反应和内皮损伤显示出良好的降血脂和减轻动脉粥样硬化斑块的效果。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
同种异体脂肪间充质干细胞移植对动脉粥样硬化的早期治疗效果及其可能的机制是什么?
核心机制
ADSCs通过分泌外泌体激活STAT6通路,促进巨噬细胞从M1向M2极化,减少ox-LDL摄取和炎症反应,同时抑制细胞凋亡并促进内皮细胞增殖,从而减轻动脉粥样硬化。
主要证据
在兔模型中,ADSCs移植降低血脂、减少斑块面积、ox-LDL摄取和CD36/SRA1表达,抑制M1炎症因子,增加M2抗炎因子,并减少凋亡、增加CD31和Ki67;体外实验显示外泌体促进M2极化并激活STAT6。
研究意义
该研究为ADSCs治疗动脉粥样硬化的临床应用提供了理论依据和指导意义。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

ADSC分离、培养及鉴定

验证从兔脂肪组织分离的ADSCs具有间充质干细胞特性,包括成脂和成骨分化能力。

从兔腹股沟脂肪组织提取ADSCs,进行原代培养和传代,并通过油红O染色和茜素红染色分别鉴定成脂和成骨分化能力。

2

高脂饮食兔模型构建及ADSC移植

评估ADSCs静脉移植对早期动脉粥样硬化的治疗效果。

新西兰兔喂食高脂饮食1个月后,通过耳缘静脉注射ADSCs(6×10^6/500 μL PBS,每2周一次,持续3个月),对照组注射PBS,然后进行血脂、超声、组织学等检测。

3

体外巨噬细胞极化实验

验证ADSCs对巨噬细胞M1/M2极化的影响。

THP-1细胞经PMA诱导分化为巨噬细胞,用LPS和IFN-γ刺激为M1型,然后与ADSCs共培养,检测M1/M2标志物表达和细胞因子分泌。

4

ADSC外泌体的分离和功能验证

确定ADSCs分泌的外泌体是否能介导巨噬细胞极化。

通过超速离心法分离ADSC培养上清中的外泌体,进行表征(TEM、标志物),然后与外泌体共培养M1巨噬细胞,检测极化标志物和STAT6通路。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化
验证免疫效应
验证机制链路
评估体内效果
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
I型胶原酶MerckK05541-100 mg
α-MEM培养基GIBCO12571071
胎牛血清GIBCO10099141C
青霉素-链霉素GIBCO15140122
胰蛋白酶GIBCO25200056
成脂诱导培养基--RBXMD-90031
油红O染色液SolarbioG1262
成骨诱导培养基CyagenRBXMD-90021
茜素红染色液SolarbioG1452
贝克曼AU5800生化分析仪Beckman--
ACUSON SC2000彩色多普勒超声系统SIEMENS--
抗CD90抗体Proteintech66766-1-Ig
抗CD73抗体Yaji BiologicalYs4834R
抗CD68抗体Abcamab955
抗精氨酸酶1抗体Biossbs-23837R
抗iNOS抗体Biossbs-2072R
抗IL-6抗体Biossbs-6312R
抗TNF-α抗体Biossbs-2150R
抗IL-10抗体Biossbs-0698R
抗TGF-β抗体Biossbs-4538R
抗CD31抗体Abcamab199012
抗Ki67抗体Abcamab15580
抗ox-LDL抗体Yaji BiologicalTS2004R
抗SRA1抗体Biossbs-6763R
抗CD36抗体Biossbs-8873R
TUNEL染色试剂盒Sigma-AldrichS7101
RPMI 1640培养基Gibco72400047
佛波醇12-十四酸酯13-乙酸酯SigmaP1585
脂多糖SigmaL2880
干扰素-γPeproTech300-02
Transwell板Corning3450
TNF-α ELISA试剂盒j&l biologicalJL10208
IL-10 ELISA试剂盒FineTestEH0173
抗iNOS抗体Biossbs-0162R
DAPISigmaD9542
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
PVDF膜Bio-radV273606
吐温20SigmaP9416
抗STAT6抗体Biossbsm-52400R
0.22 μm滤膜MilliporeISEQ00010
透射电子显微镜JEN-1400--
抗CD9抗体SBIEXOAB-CD9A-1
抗HSP70抗体Abcamab2787
抗TSG101抗体SBIEXOAB-TSG101-1
抗Calnexin抗体ImmunowayYT01613
Pierce BCA蛋白定量试剂盒Thermo23227

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型及ADSC移植
兔品种、周龄、性别、分组(正常、模型、NDC、T)、高脂饮食持续时间、ADSC移植剂量和频率、注射途径
阅读提示:Methods 2.1, 2.3; Figure legends
体外巨噬细胞极化
THP-1细胞来源、PMA浓度和诱导时间、LPS和IFN-γ浓度、共培养时间、检测指标
阅读提示:Methods 2.7; Figure 6 legend
外泌体分离和功能验证
超速离心参数、外泌体浓度、共培养时间、标志物检测
阅读提示:Methods 2.8; Figure 7 legend
组织学检测
切片厚度、染色方法、抗体孵育条件、图像分析软件
阅读提示:Methods 2.6; Figure legends
统计设计
样本量(每组6只,n=5-6)、统计方法(t检验)、显著性水平(p<0.05)
阅读提示:Methods 2.9; Figure legends