人羊膜上皮干细胞通过AKT/ERK通路靶向颗粒细胞减轻小鼠自身免疫性卵巢功能不全

Human Amniotic Epithelial Stem Cells Alleviate Autoimmune Premature Ovarian Insufficiency in Mice by Targeting Granulosa Cells via AKT/ERK Pathways.

作者信息Xiaohang Ye, Yifeng Lin, Yanyun Ying, Xuezhi Shen, Feida Ni, Feixia Wang, Jianpeng Chen, Wei Zhao, Xiaoming Yu, Dan Zhang, Yifeng Liu
PMID38831179
发布时间2024-08
DOI10.1007/s12015-024-10745-z

实验完整度

包含动物模型(pZP3诱导的自身免疫POI小鼠)、细胞实验(KGN细胞系)、转录组测序、体内示踪及功能验证(生育力、激素水平)等多个独立证据层级。

主要模型

pZP3诱导的自身免疫POI小鼠模型(BALB/c) KGN人卵巢颗粒细胞系 hAESCs(人羊膜上皮干细胞) hAESCs条件培养基(hAESCs-CM)

重点核对

pZP3免疫诱导:小鼠皮下及足垫注射150μL CFA-pZP3乳剂,14天后加强免疫 hAESCs移植:尾静脉注射1×10^6 hAESCs hAESCs-CM浓度:25%和50% H2O2处理浓度:200μM 抑制剂浓度:LY294002(20μM)、U0126(80μM)

摘要

自身免疫因素在卵巢功能不全(POI)中起重要作用。人羊膜上皮干细胞(hAESCs)最近在化疗诱导的POI中显示出有希望的治疗效果。然而,hAESCs在自身免疫性POI中的疗效和潜在机制仍有待研究。在本研究中,我们首次证明,静脉移植hAESCs可以驻留在透明带3肽(pZP3)诱导的自身免疫性POI小鼠模型的卵巢中至少4周。hAESCs可以改善卵巢功能和生育能力,减轻自身免疫性POI小鼠的炎症和颗粒细胞(GCs)凋亡。小鼠卵巢的转录组分析和体外共培养实验表明,AKT和ERK通路的激活可能是hAESCs治疗效果的关键机制。我们的工作为优化hAESCs的给药以及hAESCs在自身免疫性POI患者中的临床应用提供了理论和实验基础。

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
hAESCs对自身免疫性POI是否具有治疗作用及其潜在机制是什么?
核心机制
hAESCs通过旁分泌机制激活AKT和ERK通路,促进颗粒细胞增殖并抑制其凋亡。
主要证据
hAESCs移植改善了POI小鼠的卵巢功能、生育力和卵泡数量,减轻了卵巢炎症和颗粒细胞凋亡;转录组分析和体外共培养实验显示AKT/ERK通路激活,抑制剂可逆转hAESCs的保护作用。
研究意义
该研究为优化hAESCs的给药方式及在自身免疫性POI患者中的临床应用提供了理论和实验基础。

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

建立自身免疫性POI小鼠模型

诱导小鼠产生自身免疫性卵巢损伤,模拟人类自身免疫性POI。

对BALB/c小鼠进行pZP3肽免疫,初次免疫和加强免疫后,通过阴道涂片检测动情周期以确认模型建立。

2

hAESCs移植及体内示踪

观察hAESCs在体内的分布和驻留情况。

尾静脉注射CM-DiR或CM-DiD标记的hAESCs,通过活体成像和冰冻切片观察其在各器官的分布。

3

评估卵巢功能

检测hAESCs治疗对POI小鼠卵巢内分泌和生育能力的影响。

通过阴道涂片分析动情周期,ELISA检测血清激素水平,生育力测试,H&E染色计数卵泡。

4

检测卵巢炎症和颗粒细胞凋亡

评估hAESCs对卵巢炎症和颗粒细胞凋亡的影响。

通过免疫组化检测CD45、TNF-α、Caspase3表达,透射电镜观察颗粒细胞超微结构。

5

转录组分析

探究hAESCs治疗后卵巢基因表达变化和可能涉及的信号通路。

对三组小鼠卵巢进行RNA-seq,筛选差异表达基因,进行KEGG和PPI分析。

6

体外验证hAESCs对KGN细胞的作用

验证hAESCs对氧化损伤的颗粒细胞的保护作用及机制。

使用H2O2诱导KGN细胞损伤,通过hAESCs-CM或共培养处理,检测细胞活力、增殖、凋亡及AKT/ERK通路蛋白表达。

7

抑制剂验证AKT/ERK通路

确认AKT和ERK通路在hAESCs保护作用中的必要性。

使用LY294002(AKT抑制剂)和U0126(ERK抑制剂)处理,观察细胞活力、增殖和凋亡的变化。

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
pZP3肽(鼠ZP3 330-342)Yuantai--
完全弗氏佐剂Sigma-Aldrich--
不完全弗氏佐剂Sigma-Aldrich--
CM-DiDUS Everbright--
CM-DiRUS Everbright--
DAPIBeyotime Biotechnology--
Vibra-Cell™超声波液体处理器SONICS--
奥林巴斯IX81-FV1000荧光显微镜Olympus--
ELISA试剂盒Mei-mian--
光学显微镜(OLYMPUS VS200)OLYMPUS--
抗CD45抗体CST70257
抗TNF-α抗体HuabioER1919-22
抗Caspase3抗体Proteintech66470-2-Ig
超薄切片机Leica EM UC7Leica--
Tecnai G2 Spirit TWIN透射电镜FEI--
TRIzol试剂Invitrogen--
Illumina Novaseq™ 6000测序仪Illumina--
HiScript II U+一步法qRT-PCR探针试剂盒Vazyme--
LightCycler 480Roche--
KGN细胞系ProcellCL-0603
DMEM/F12培养基HyClone--
胎牛血清Gibco--
青霉素和链霉素Procell--
表皮生长因子PeproTech--
Transwell小室(4μm,6/24孔板)Corning--
LY294002Beyotime BiotechnologyS1737
U0126MedChemExpressHY-12031
CCK8溶液Biosharp--
分光光度计Bio-Rad--
EdU成像试剂盒US Everbright--
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒BD Biosciences--
CytoFlex S流式细胞仪Beckman Coulter--
RIPA裂解液Biosharp--
蛋白酶抑制剂混合物MCE--
5×SDS-PAGE上样缓冲液CWBIO--
硝酸纤维素膜MilliporeHATF00010
ChemiDoc Touch成像系统Bio-Rad--
抗p-AKT抗体CST9275
抗AKT抗体CST4821S
抗p-Erk1/2抗体CST4370
抗Erk1/2抗体CST4695
抗β-Actin抗体CST3700
抗BAX抗体HuaBioET1603-34
抗BCL2抗体HuaBioER1802-97
山羊抗小鼠荧光二抗LI-COR926-68020
山羊抗兔荧光二抗LI-COR926-32211

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
动物模型建立
小鼠品系、年龄、免疫剂量、佐剂、注射方式
阅读提示:Materials and Methods: Experimental Design, Animals, and Management
hAESCs移植
hAESCs来源、代数、注射细胞数、注射途径
阅读提示:Materials and Methods: Experimental Design, Animals, and Management
激素检测
采血时间、血清制备方法、ELISA试剂盒
阅读提示:Materials and Methods: Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA)
生育力测试
合笼时间、雌雄比例、观察时间、产仔数记录
阅读提示:Materials and Methods: Fertility Test
卵巢组织学分析
固定、脱水、包埋、切片厚度、染色方法、卵泡计数方法
阅读提示:Materials and Methods: Histomorphology Analysis of Ovaries
免疫组化
抗体类型、稀释度、评分标准
阅读提示:Materials and Methods: Immunohistochemistry Analysis
透射电镜
固定液、固定时间、脱水、包埋、切片、观察条件
阅读提示:Materials and Methods: Transmission Electron Microscope (TEM) Imaging
RNA-seq
RNA提取方法、建库方法、测序平台、差异基因筛选标准
阅读提示:Materials and Methods: RNA Sequencing and Data Analysis
细胞实验
KGN培养条件、H2O2浓度、hAESCs-CM浓度、共培养时间、抑制剂浓度
阅读提示:Materials and Methods: Cell Culture, Co-Cultivation of KGN and hAESCs; Results: hAESCs Promoted Proliferation...
Western blot
蛋白提取、抗体、内参
阅读提示:Materials and Methods: Western Blot Analysis