减轻化疗诱导的颗粒细胞损伤:hUCMSC-EVs在调节lncRNA HCP5-miR-20a-5p-YAP1网络中的作用

Mitigating chemotherapy-induced granulosa cell damage: role of hUCMSC-EVs in regulating the lncRNA HCP5-miR-20a-5p-YAP1 network.

作者信息Ying Xie, Xiaoqin Chen, Tong Liang, Ling Chen, Dan Liu
PMID40316855
发布时间2025-05
DOI10.1007/s10565-025-10033-7

实验完整度

包含体外细胞实验(hGCs损伤模型、功能测定、双荧光素酶、RIP、RNA pull-down)及体内大鼠POF模型(HE、ELISA、TUNEL、IF),多层级验证机制。

主要模型

人颗粒细胞系hGCs(CP-H192) hUCMSCs(CP-CL11) 环磷酰胺诱导的POF大鼠模型(SD大鼠)

重点核对

CP诱导hGCs损伤的浓度100 µg/mL和时间24小时 hUCMSC-EVs与GCs共培养的浓度5 µg/mL及时间24小时 EVs的鉴定:NTA粒径50-150 nm,TEM形态,WB标志物(CD81, Alix, Hsp70, Calnexin阴性) hUCMSC-EVs的给药途径:尾静脉注射125 μg(溶于100 μL PBS),在CP注射后第1、5、10天 CP诱导POF大鼠模型的剂量:起始50 mg/kg,随后8 mg/kg/天共14天

摘要

年轻癌症患者面临的主要忧虑是化疗诱导的卵巢早衰(POF)的发生,这主要与颗粒细胞(GCs)的损伤有关。本研究探讨了源自人脐带间充质干细胞(hUCMSCs)的细胞外囊泡(EVs)在减轻化疗诱导的卵巢衰竭中的保护作用。具体而言,我们研究了hUCMSC-EVs递送长链非编码RNA(lncRNA)HCP5通过miR-20a-5p/YAP1轴调节GCs中DNA损伤修复的机制。通过转录组测序检测了环磷酰胺(CP)引起的GC损伤中差异表达的lncRNA。分离、表征hUCMSC-EVs,并与CP损伤的GCs共培养。进行了CCK-8、TUNEL和ELISA等功能测定,以评估GC活力、凋亡和卵巢内分泌功能。通过荧光素酶报告基因实验、RNA免疫沉淀实验和Western blot(WB)分析验证了HCP5、miR-20a-5p和YAP1之间的相互作用。HCP5在hUCMSC-EVs中显著富集,并有效递送至GCs中。这导致GCs活力提高、凋亡减少和DNA修复增强。机制上,HCP5海绵吸附miR-20a-5p,导致YAP1上调,从而减轻了CP诱导的GC损伤。体内实验进一步证明hUCMSC-EVs通过调节HCP5-miR-20a-5p-YAP1轴预防了CP诱导的POF。我们的研究强调了hUCMSC-EVs递送HCP5以促进GCs中DNA修复,从而预防化疗诱导的POF的治疗潜力。这项研究为未来的治疗策略提供了新的分子框架,旨在化疗期间保护卵巢功能。

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
hUCMSC-EVs是否通过递送lncRNA HCP5调节miR-20a-5p/YAP1轴,促进颗粒细胞DNA损伤修复,从而减轻化疗诱导的卵巢早衰?
核心机制
hUCMSC-EVs递送HCP5,HCP5作为ceRNA海绵吸附miR-20a-5p,上调YAP1表达,从而促进DNA损伤修复,减轻环磷酰胺诱导的颗粒细胞损伤和卵巢早衰。
主要证据
体外实验中,CCK-8、TUNEL、ELISA、双荧光素酶报告基因、RIP、RNA pull-down、WB等证实HCP5、miR-20a-5p和YAP1的相互作用及功能;体内实验中,HE染色、ELISA、TUNEL和免疫荧光显示hUCMSC-EVs改善POF大鼠卵巢结构和内分泌功能。
研究意义
本研究为化疗诱导的POF提供了新的治疗方向和分子依据,即通过hUCMSC-EVs递送HCP5保护卵巢功能。

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

hUCMSC-EVs的分离与鉴定

获取并验证hUCMSC-EVs的纯度和特性

超速离心法从hUCMSC培养上清中分离EVs,通过TEM观察形态、NTA检测粒径分布、WB检测标志物(CD81, Alix, Hsp70)及非EV标志物Calnexin。

2

hUCMSC-EVs递送HCP5至颗粒细胞

验证hUCMSC-EVs能否将HCP5递送至颗粒细胞

使用PKH67标记EVs与GCs共培养观察摄取;用Cy3标记HCP5转染hUCMSCs后提取EVs,与GCs共培养观察递送;RNase保护实验验证HCP5包裹于EVs内部。

3

hUCMSC-EVs通过递送HCP5减轻CP诱导的颗粒细胞损伤

评估hUCMSC-EVs递送HCP5对CP诱导GC损伤的功能影响

敲低hUCMSCs中HCP5(sh-HCP5)后提取EVs,与CP诱导的GCs共培养,检测细胞活力、凋亡相关基因和DNA损伤标志物。

4

验证HCP5通过miR-20a-5p调控YAP1表达的机制

阐明HCP5调控YAP1的分子机制

生物信息学预测HCP5、miR-20a-5p和YAP1的相互作用;双荧光素酶报告基因实验验证结合;RIP和RNA pull-down验证RNA-蛋白及RNA-RNA相互作用;RT-qPCR和WB检测表达变化。

5

体内验证hUCMSC-EVs递送HCP5对CP诱导卵巢损伤的保护作用

在动物模型中验证hUCMSC-EVs递送HCP5对CP诱导卵巢损伤的保护作用

建立CP诱导POF大鼠模型,尾静脉注射hUCMSC-EVs(或sh-HCP5-EVs),检测卵巢组织病理、内分泌功能、细胞凋亡和DNA损伤标志物。

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
DMEM/F12培养基Gibco11320033
胎牛血清Gibco12483020
环磷酰胺Sigma-Aldrich6055-19-2
TRIzol试剂Invitrogen15596026
人脐带间充质干细胞Procell Life Science & Technology Co., Ltd.CP-CL11
人颗粒细胞Procell Life Science & Technology Co., Ltd.CP-H192
超速离心机Beckman Coulter Inc.Optima
NanoSight纳米颗粒追踪分析系统Malvern Instruments--
透射电子显微镜HitachiH7650
PKH67荧光标记试剂盒Sigma-AldrichPKH67GL
PKH26Sigma-AldrichPKH26GL
Lipofectamine 3000转染试剂Thermo Fisher ScientificL3000015
嘌呤霉素Thermo Fisher ScientificA1113803
293T细胞系ATCCCRL-3216
BD FACSVerse流式细胞仪BD--
双荧光素酶报告基因检测系统PromegaE1910
Magna-RNA结合蛋白免疫沉淀试剂盒Millipore17-700
链霉亲和素磁珠Sigma-AldrichLSKMAGT
CCK-8试剂盒Yeasen40203ES60
Multiskan FC酶标仪Thermo Fisher Scientific51119180ET
抗γH2AX抗体Abcamab2893
Alexa Fluor 488山羊抗兔IgGCell Signaling Technology4412S
MiRcute miRNA RT-qPCR试剂盒TIANGENFP411
PrimeScript RT试剂盒TakaraRR047A
SYBR Premix Ex Taq IITakara--
裂解缓冲液Thermo Fisher Scientific89901
总ExoRNA和蛋白分离试剂盒Thermo Fisher Scientific4478545
BCA蛋白定量试剂盒Sigma-AldrichBCA1
HRP标记的山羊抗兔IgGAbcamab205718
HRP标记的山羊抗小鼠IgGAbcamab205719
增强化学发光底物试剂盒Yeasen36222ES60
伊红----
FSH和E2 ELISA试剂盒NanJing JianCheng Bioengineering InstituteH206-1-2/H101-1-2/H102-1-1
DAPISigma-AldrichMBD0020
鬼笔环肽-iFluor 488试剂Abcamab176753
RNase ASigma-Aldrich11119915001
Triton X-100Sigma-Aldrich93443
0.22 μm滤器----
荧光显微镜NikonECLIPSE

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
细胞培养与处理
hUCMSCs和hGCs的培养条件(DMEM/F12+10% FBS,37°C,5% CO2);hUCMSCs传代至3-7代用于实验;CP诱导hGCs损伤的浓度100 μg/mL和时间24小时
阅读提示:Materials and methods: In vitro cell treatment
EV分离与鉴定
EV分离的超速离心步骤(500g, 2000g, 10000g, 110000g);粒径50-150 nm;标志蛋白(CD81, Alix, Hsp70)阳性、Calnexin阴性
阅读提示:Materials and methods: EV isolation and purification; EV identification
EV与GCs共培养及HCP5递送验证
EVs共培养浓度5 μg/mL和时间24小时;PKH67标记EVs共培养12小时;RNase保护实验处理条件
阅读提示:Materials and methods: Uptake of EVs by GCs; Validation of HCP5 loading to EVs
转染与慢病毒感染
慢病毒感染hUCMSCs的MOI=20、筛选嘌呤霉素浓度1 μg/mL、筛选时间3天;GCs转染oe-HCP5、sh-HCP5、miR-20a-5p mimic等使用Lipofectamine 2000
阅读提示:Materials and methods: Lentiviral infection and cell treatment
动物模型建立与处理
SD大鼠周龄、性别(7周龄雌性);CP给药方案(起始50 mg/kg,随后8 mg/kg/天共14天);EVs给药剂量125 μg(100 μL PBS)尾静脉注射,时间点(第1、5、10天);每组10只;取材时间(第30天)
阅读提示:Materials and methods: Construction of a CP-induced POF mouse model; Results Figure 7A
RNA提取与RT-qPCR
miRNA RT-qPCR使用茎环引物,内参U6;lncRNA和mRNA使用PrimeScript RT试剂盒,内参GAPDH;2-ΔΔCt方法
阅读提示:Materials and methods: RNA extraction and RT-qPCR
Western blot
蛋白提取使用裂解缓冲液,定量使用BCA;一抗稀释比例(如anti-γH2AX 1:1000,anti-YAP1等);二抗稀释比例(1:5000)
阅读提示:Materials and methods: RNA extraction and RT-qPCR and WB; Table S4