一种新的无细胞肝再生治疗策略:人胎盘间充质干细胞来源的细胞外囊泡

A new cell-free therapeutic strategy for liver regeneration: Human placental mesenchymal stem cell-derived extracellular vesicles.

作者信息Ting Li, Yu Fu, Zeyi Guo, Honglei Zhu, Hangyu Liao, Xiaoge Niu, Lin Zhou, Shunjun Fu, Yang Li, Shao Li, Lujia Wang, Yizhou Zheng, Lei Feng, Yi Gao, Guolin He
PMID36313857
发布时间2022-10-13
DOI10.1177/20417314221132093

实验完整度

文献包含体外细胞实验、70%部分肝切除小鼠模型、高通量测序及功能回复实验,通过CCK8、Western blot、双荧光素酶报告和RIP等验证机制。

主要模型

L02人肝细胞系 AML12小鼠肝细胞系 C57BL/6小鼠70%部分肝切除模型

重点核对

hPMSCs-EVs的剂量与给药时间:1×10^8颗粒/mL,术前24小时尾静脉注射 circ-RBM23敲低序列及转染方法:siRNA,Lipofectamine 2000转染48小时 PH手术的麻醉剂量:70mg/kg戊巴比妥 hPMSCs-EVs的分离方法:超速离心,100,000g 70分钟 主要检测终点:肝细胞有丝分裂计数、PCNA阳性率、血清ALT/AST水平

摘要

间充质干细胞在器官再生治疗中具有潜在作用。先前的工作表明间充质干细胞对肝脏疾病具有保护作用。在此,我们旨在通过实验性肝切除术确定人胎盘来源的间充质干细胞细胞外囊泡在肝再生中的潜在应用。在70%部分肝切除前24小时静脉注射hPMSCs-EVs,通过测序鉴定其具体组成,并通过定量聚合酶链反应验证,包括circ-RBM23。评估了circ-RBM23在L02细胞中的作用,发现敲低circ-RBM23在体外和体内均抑制L02细胞增殖。通过RNA免疫沉淀实验评估circ-RBM23的竞争性内源RNA功能,发现circ-RBM23与RRM2共享miRNA响应元件。过表达的circ-RBM23竞争性结合miR-139-5p,阻止miRNA介导的RRM2降解,激活eIF4G和AKT/mTOR的表达,促进肝再生。这些结果表明,hPMSCs-EVs可预防肝功能障碍,改善体内肝再生和体外肝细胞增殖,可能通过递送circ-RBM23实现。

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
人胎盘间充质干细胞来源的细胞外囊泡是否促进肝再生,其机制是否涉及circ-RBM23?
核心机制
hPMSCs-EVs递送的circ-RBM23作为miR-139-5p的海绵,抑制其活性,上调RRM2,激活AKT/mTOR通路,促进肝细胞增殖。
主要证据
在70%部分肝切除小鼠模型中,hPMSCs-EVs治疗显著增加肝细胞有丝分裂和PCNA阳性率,降低ALT/AST水平;在L02细胞中,circ-RBM23敲低抑制增殖,过表达circ-RBM23上调RRM2和AKT/mTOR磷酸化,而miR-139-5p mimics可逆转此效应。
研究意义
首次报道hPMSCs-EVs通过circ-RBM23促进肝再生,为肝切除术后肝衰竭提供潜在的无细胞治疗策略。

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

hPMSCs-EVs的分离与表征

获取并验证hPMSCs-EVs的完整性和表面标志物。

通过超速离心从hPMSCs条件培养基中分离EVs,使用TEM观察形态,NTA分析粒径分布,Western blot检测CD9、CD63、CD81和HSP70表达。

2

hPMSCs-EVs体内分布与体外摄取

验证EVs是否能被肝细胞摄取并靶向肝脏。

使用PKH26标记EVs,与L02和AML12细胞共培养后,共聚焦显微镜观察细胞摄取;使用DiR标记EVs并经尾静脉注射,IVIS成像观察体内分布。

3

部分肝切除模型与EVs治疗

评估hPMSCs-EVs在体内是否促进肝再生并改善肝功能。

雄性C57BL/6小鼠术前24小时尾静脉注射hPMSCs-EVs,行70%部分肝切除,术后两天或三天收集肝脏和血清,进行H&E染色、PCNA染色及ALT/AST检测。

4

circ-RBM23的鉴定与验证

鉴定hPMSCs-EVs中高表达的circRNA,并验证其环状结构和稳定性。

对hPMSCs-EVs进行高通量测序,筛选高表达的circRNAs;RT-qPCR验证circ-RBM23表达最高;RNase R处理验证抗性;Sanger测序和circPrimer 2.0验证环状结构。

5

circ-RBM23海绵吸附miR-139-5p的验证

确定circ-RBM23是否通过ceRNA机制调控miR-139-5p。

通过starBase预测靶miRNA,RT-qPCR验证miR-139-5p上调;双荧光素酶报告实验验证circ-RBM23与miR-139-5p结合;RIP实验检测Ago2结合。

6

机制通路验证:circ-RBM23/miR-139-5p/RRM2/AKT/mTOR

阐明circ-RBM23调控肝细胞增殖的分子机制。

Western blot检测RRM2、p-AKT、p-mTOR、eIF4G表达;通过miR-139-5p mimics/inhibitor及circ-RBM23过表达/敲低实验验证调控关系。

7

EVs递送circ-RBM23的功能验证

确认EVs中的circ-RBM23是介导促增殖效应的关键分子。

使用si-circ-RBM23-EVs处理L02细胞或注射小鼠,检测miR-139-5p、RRM2、p-AKT、p-mTOR、eIF4G表达及肝细胞增殖。

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
0.22 μm滤膜Merck Millipore--
P28Ti固定角转子Himac--
透射电子显微镜(H-600)HITACHI--
ZetaView纳米颗粒追踪分析仪Particle Metrix--
PKH26红色荧光标记试剂盒Umibio--
DAPIInvitrogen--
XenoLight DiRPerkin Elmer--
小动物活体成像系统Caliper Life Sciences--
Magna RIP™ RNA结合蛋白免疫沉淀试剂盒Merck Millipore--
抗Ago2抗体InvitrogenMA5-23515
双荧光素酶报告基因检测试剂盒Promega--
RPMI-1640培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素/链霉素混合液Gibco--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
CCK8试剂盒APExBIO--
酶标仪Thermo Scientific--
日立7600全自动生化分析仪Hitachi--
RIPA裂解液----
蛋白酶抑制剂混合物Roche--
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Scientific--
PVDF膜Bio-Rad--
HRP标记的抗兔IgGBeyotime--
增强化学发光试剂BOSTER--
Epics xL流式细胞仪Beckman Coulter--
一抗:CD9, CD63, CD81, HSP70, RRM2, AKT, p-AKT, eIF4G, p-mTOR, mTORAbcam--
β-actin抗体Sigma-Aldrich--

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
hPMSCs-EVs分离与表征
hPMSCs的细胞密度(5×10^7)、培养时间(48h)、FBS浓度(10% exo-depleted)、超速离心条件(100,000g 70min)
阅读提示:Materials and methods: Isolation of EVs
体内给药与PH模型
小鼠品系(C57BL/6, 6-8周龄)、EVs剂量(1×10^8颗粒/mL)、给药途径(尾静脉)、给药时间(术前24h)、PH手术方法(70%切除)、麻醉剂量(70mg/kg戊巴比妥)
阅读提示:Materials and methods: Animals, Murine 70% PH model, Results section 2
circ-RBM23敲低与过表达
siRNA序列信息(文中未明确说明)、转染试剂(Lipofectamine 2000)、转染时间(48h)
阅读提示:Materials and methods: Cell transfection
机制验证
双荧光素酶报告基因实验的质粒(circ-RBM23-wt/mut)、miR-139-5p mimics/inhibitor浓度、RIP实验的细胞数(2×10^7)、抗体(anti-Ago2)
阅读提示:Materials and methods: RIP assay, Dual-luciferase report assay