MiR-126通过MAPK/ERK信号通路调控间充质干细胞血管修复对颈动脉粥样硬化的作用

MiR-126 regulates the effect of mesenchymal stem cell vascular repair on carotid atherosclerosis through MAPK/ERK signaling pathway.

作者信息Zi-Qiu Ye, Xiao-Hu Meng, Xin Fang, Han-Yi Liu, Hassan Hamisi Mwindadi
PMID40585954
发布时间2025-06-26
DOI10.4252/wjsc.v17.i6.106520

实验完整度

包含体外细胞实验(增殖、迁移、凋亡、内皮分化)、分子机制验证(Western blot检测MAPK/ERK磷酸化)、体内大鼠颈动脉球囊损伤模型移植实验,多个独立证据层级。

主要模型

大鼠骨髓间充质干细胞 大鼠颈动脉球囊损伤模型

重点核对

大鼠骨髓间充质干细胞表面标志物表达(CD29、CD44、CD90、CD105阳性,CD34、CD45阴性) miR-126 mimics和inhibitor转染效率及浓度(30 nM) miR-126 mimics对p-ERK1/2和p-p38蛋白磷酸化水平的影响 大鼠颈动脉球囊损伤模型构建(球囊直径1.5-2.0 mm,压力4-6 atm,持续30秒,重复3次) CD31阳性细胞比例及内皮相关基因(vWF、eNOS、VE-cadherin)表达

摘要

背景:颈动脉粥样硬化是一种涉及多种细胞和分子途径的复杂疾病。间充质干细胞(MSCs)显示出治疗潜力,但其最佳靶点和疗效仍在研究中。MiR-126通过解除血管内皮生长因子信号抑制来增强内皮功能并促进血管生成,提示其在血管再生中的潜力。然而,其在引导干细胞向内皮谱系分化中的作用仍不清楚。我们假设miR-126可能通过丝裂原活化蛋白激酶/细胞外信号调节激酶(MAPK/ERK)通路影响MSCs的免疫调节和血管修复功能,从而改善颈动脉粥样硬化。本研究探讨了这一机制,以提供新的见解并支持基于miR-126的治疗策略的开发。目的:验证miR-126是否通过MAPK/ERK通路抑制颈动脉粥样硬化。方法:通过流式细胞术验证大鼠骨髓MSCs(产品编号CP-R131,中国武汉)。使用microRNA模拟物和抑制剂探索miR-126对MSCs增殖、迁移、凋亡和细胞因子表达的影响。荧光染色定量CD31+细胞以评估内皮分化。评估体内分化,并将MSCs移植到大鼠颈动脉球囊扩张模型中。大鼠随机分为五组:对照组、阴性对照模拟物组、miR-126模拟物组、阴性对照抑制剂组和miR-126抑制剂组。结果:在体外,用miR-126模拟物处理的MSCs表现出增强的增殖、增加的迁移和减少的凋亡。这些miR-126模拟物还显著增加了血管内皮生长因子和碱性成纤维细胞生长因子的分泌。荧光和组织染色显示miR-126模拟物组中CD31+细胞的比例更高。此外,该组中内皮相关基因(血管性血友病因子、内皮型一氧化氮合酶和血管内皮钙黏蛋白)的表达上调。在体内,miR-126转染的MSCs有效减少了大鼠新生内膜厚度并促进了内皮覆盖。MiR-126以剂量依赖性方式刺激MSC增殖,并降低p38和ERK1/2的磷酸化。相反,miR-126抑制或空白对照产生相反的效果。结论:MiR-126通过MAPK/ERK信号通路对MSCs的免疫调节和血管修复功能产生显著的调节作用,促进其分化为内皮细胞,从而减轻动脉粥样硬化。

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
miR-126是否通过MAPK/ERK信号通路调控间充质干细胞的血管修复功能,从而抑制颈动脉粥样硬化?
核心机制
miR-126通过MAPK/ERK信号通路调节MSCs的增殖、迁移、凋亡和内皮分化,抑制p38和ERK1/2磷酸化,促进MSCs分化为内皮细胞,减轻动脉粥样硬化。
主要证据
体外实验显示miR-126 mimics增强MSCs增殖、迁移,降低凋亡,增加VEGF和bFGF分泌,上调内皮相关基因表达,增加CD31阳性细胞比例;体内实验显示miR-126转染的MSCs移植减少大鼠颈动脉新生内膜厚度,促进内皮覆盖。
研究意义
研究表明miR-126在颈动脉粥样硬化治疗中具有潜力,为基于miR-126的治疗策略的开发奠定了理论基础。

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

MSCs的分离与鉴定

验证所购大鼠骨髓MSCs的纯度和干性标志物表达。

使用流式细胞术检测MSCs表面标志物CD29、CD44、CD90、CD105、CD34和CD45的表达。

2

miR-126 mimics/inhibitor转染及功能检测

检测miR-126对MSCs增殖、迁移和凋亡的影响。

使用miR-126 mimics、inhibitor及阴性对照转染MSCs,通过CCK-8、Transwell、流式凋亡检测评估细胞功能。

3

miR-126对血管生成因子分泌的影响

评估miR-126对MSCs分泌VEGF和bFGF的影响。

通过ELISA检测不同处理组MSCs培养上清中VEGF和bFGF的浓度。

4

MAPK/ERK通路蛋白磷酸化检测

验证miR-126是否通过MAPK/ERK通路发挥作用。

通过Western blot检测各组MSCs中p-ERK1/2、ERK1/2、p-p38、p38的蛋白表达水平。

5

内皮分化评估

检测miR-126对MSCs向内皮细胞分化的影响。

使用流式细胞术和免疫荧光检测CD31阳性细胞比例,并通过RT-qPCR检测内皮相关基因(vWF、eNOS、VE-cadherin)的表达。

6

体内大鼠颈动脉球囊损伤模型及MSC移植

评估miR-126修饰的MSCs对颈动脉新生内膜增生的治疗效果。

构建大鼠颈动脉球囊损伤模型,将不同处理的MSCs移植入大鼠,28天后开始每隔15天输注一次,至60天处死,进行组织学分析。

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
大鼠骨髓间充质干细胞ProcellCP-R131
完全大鼠MSC培养基Qisai BiotechnologyQS-R207A
低糖DMEM培养基ProcellPM150220
胎牛血清Procell164210-50
血管内皮生长因子ProcellPCK266
EGM-2 MV SingleQuot试剂盒----
胰蛋白酶-EDTA----
CD34抗体Thermo FisherPA5-85917
CD105抗体Thermo FisherMA1-19594
CD29抗体BioLegend102207
CD90抗体BioLegend206105
CD44抗体Thermo FisherMA5-17522
CD45抗体BioLegend202207
CD31抗体Thermo FisherMA5-16954
流式细胞仪BeckmanCytoFLEX
对照模拟物RiboBiomiRN0000001-1-10
miR-126模拟物RiboBiomiR10000831-1-5
对照抑制剂RiboBiomiR2N0000001-1-10
miR-126抑制剂RiboBiomiR20000831-1-5
CCK-8溶液MCEHY-K0301
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒KeyGEN BioTECHKGA108
大鼠VEGF ELISA试剂盒MLbioML064294
大鼠bFGF ELISA试剂盒MLbioML003037
RIPA裂解缓冲液BeyotimeP0013B
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0012S
磷酸化ERK1/2抗体AffinityAF1015
ERK1/2抗体AffinityAF0155
磷酸化p38抗体AffinityAF4001
p38抗体AffinityAF6456
GAPDH抗体Abcamab8245
辣根过氧化物酶标记的抗兔IgGWuhan Boshide Biotechnology Co.BA1054
山羊抗小鼠IgG (H+L) HRPAffinityS0002
ECL化学发光试剂盒BeyotimeP0018
扫描仪CanonK10486
Trizol试剂----
EntiLink™第一链cDNA合成试剂盒ELK BiotechnologyEQ003
EnTurbo™ SYBR Green PCR SuperMixELK BiotechnologyEQ001
StepOne™实时荧光定量PCR系统Life Technologies--
聚凝胺----
大鼠Shanghai Jihui Laboratory Animal Breeding Co., Ltd.SCXK(Shanghai)2022-0009
球囊导管----

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
细胞培养与鉴定
大鼠骨髓MSCs来源(产品号CP-R131)和培养条件(37°C, 5% CO2);表面标志物表达比例(CD29 93.75%, CD44 93.58%, CD90 98.01%, CD105 96.08%阳性;CD34 4.12%, CD45 3.44%阴性)
阅读提示:Materials and Methods: Cell culture; Flow cytometry; Figure 2
miR-126转染与功能检测
转染试剂类型和浓度(30 nM mimics/inhibitor);CCK-8检测时间点(48小时)和吸光度测量;Transwell迁移实验的细胞密度(5×10^5/mL)和孵育时间(24小时);凋亡检测的孵育时间(10分钟)
阅读提示:Materials and Methods: CCK-8 assay; Transwell assay; Cell apoptosis; Figure 3
ELISA检测VEGF和bFGF
ELISA试剂盒(MLbio)和操作步骤(标准品和样本各50 μL,生物素化抗体,37°C孵育1小时)
阅读提示:Materials and Methods: Enzyme-linked immunosorbent assay; Figure 6
Western blot检测MAPK通路
细胞裂解和蛋白定量;一抗稀释比例(1:1000)和孵育条件(4°C过夜);二抗稀释比例(1:10000或1:5000)和孵育条件(37°C, 2小时)
阅读提示:Materials and Methods: Western blot analysis; Figure 4
内皮分化评估
CD31阳性细胞比例(VEGF+miR-126 mimics: 72.26%, VEGF-only: 54.85%, VEGF+miR-126 inhibitor: 20.49%);内皮相关基因表达(vWF, eNOS, VE-cadherin)的RT-qPCR条件
阅读提示:Results: Characterization of differentiated cells: CD31; Figure 7; Figure 8
体内动物模型
大鼠品系、周龄(约8周)、体重和饲养条件;球囊损伤参数(球囊直径1.5-2.0 mm,压力4-6 atm,持续30秒,重复3次);MSC移植时间点(术后28天、42天、58天)和数量(未明确说明);组织收集时间(术后60天)
阅读提示:Materials and Methods: Surgical procedures; Results: MSC transplantation reduces rat carotid arteriosclerosis; Figure 9