经Rg1预处理的脂肪间充质基质细胞通过外泌体介导RAS信号抑制巨噬细胞糖酵解缓解结肠炎

Rg1-preconditioned adipose-derived mesenchymal stromal cells alleviate colitis via exosome-mediated Inhibition of macrophage glycolysis through RAS signaling.

作者信息Yuan Fang, Yanni Chen, Xinlang Yu, Jiakang Zhang, Weina Zhu, Chenghong Mou, Dawei Wang, Ao Chen, Rui Zhang, Qizhi Liu, Taosheng Li, Bin Jiang
PMID41316493
发布时间2025-11-28
DOI10.1186/s13287-025-04822-4

实验完整度

包含细胞实验、动物模型、代谢组学、转录组学及表型/机制验证,证据层级完整。

主要模型

RAW264.7巨噬细胞 NCM460结肠上皮细胞 C57BL/6小鼠DSS诱导结肠炎模型

重点核对

DSS诱导结肠炎:3% DSS饮水7天,之后3天正常饮水 ADSC给药:第3和第6天腹腔注射1×10^6个ADSC(悬浮于200 µL PBS) Rg1预处理浓度:30 µM GW4869预处理:20 µM处理24小时 外泌体给药:尾静脉注射100 µg ADSC来源外泌体

摘要

目的:脂肪间充质基质细胞(ADSCs)在炎症性肠病(IBD)中的治疗潜力已被公认,但其免疫调节作用的机制仍不清楚。人参皂苷Rg1已被证明能增强ADSC的免疫调节能力。鉴于巨噬细胞在IBD发病中的关键作用,本研究旨在探讨间充质基质细胞(MSCs),特别是Rg1预处理后,是否通过调节巨噬细胞免疫代谢来缓解结肠炎。主要方法:体外实验在RAW264.7巨噬细胞和NCM460细胞中进行。体内实验在C57BL/6小鼠中进行。主要发现:Rg1预处理上调了ADSC中干性相关基因,并下调了免疫原性标志物。在体内,Rg1预处理的ADSC显著缓解了DSS诱导的结肠炎,并通过降低糖酵解活性抑制了M1巨噬细胞极化。机制上,ADSC来源的外泌体递送miRNA,抑制了巨噬细胞中的糖酵解和RAS信号,从而限制了促炎极化并改善了结肠炎。该miRNA推测为miR-574-3p。意义:MSC通过调节巨噬细胞免疫代谢缓解实验性结肠炎,Rg1预处理进一步增强了这种治疗潜力。这种作用可能涉及外泌体miRNA通过抑制RAS通路来抑制巨噬细胞糖酵解,其中一种miRNA被预测为miR-574-3p。这些结果表明MSC免疫治疗溃疡性结肠炎可能存在代谢机制。

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
Rg1预处理能否增强ADSC对结肠炎的疗效,其机制是否涉及外泌体介导的巨噬细胞免疫代谢调控。
核心机制
ADSC来源的外泌体通过递送miRNA(推测为miR-574-3p)靶向RASSF1,抑制RAS-RAF-MEK-ERK信号通路,从而抑制M1巨噬细胞糖酵解,促进M2极化,减轻结肠炎症。
主要证据
体外共培养实验显示Rg1预处理的ADSC显著降低RAW264.7细胞糖酵解相关基因和代谢物水平,并抑制RAS通路磷酸化;体内DSS结肠炎模型中,Rg1-ADSC治疗减轻结肠缩短、DAI评分,抑制脾脏和结肠M1巨噬细胞,上调LGR5及紧密连接蛋白表达;外泌体抑制剂GW4869阻断这些效应,外泌体单独给药改善结肠炎。
研究意义
揭示MSC通过外泌体miRNA调控巨噬细胞糖酵解治疗UC的潜在机制,为UC靶向免疫治疗提供新策略。

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

ADSC细胞培养与Rg1预处理

确定Rg1最佳预处理浓度并评估其对ADSC增殖、干性和免疫表型的影响。

培养ADSC至P5,用不同浓度Rg1(0-100 µM)处理,CCK-8检测增殖;RT-qPCR检测干性基因;流式检测细胞周期和免疫相关表面标记表达。

2

细胞共培养实验

验证Rg1预处理的ADSC对LPS刺激的巨噬细胞糖酵解、极化和上皮细胞修复的影响。

使用Transwell共培养系统,ADSC或Rg1-ADSC接种于上室,RAW264.7或NCM460置于下室,LPS刺激,检测NO、IL-6、糖酵解基因和代谢物、巨噬细胞极化标志物、上皮紧密连接蛋白和迁移。

3

体内DSS结肠炎模型验证

评估Rg1预处理的ADSC对DSS诱导结肠炎的治疗效果及机制。

C57BL/6小鼠自由饮用3% DSS 7天诱导结肠炎,第3和6天腹腔注射ADSC或Rg1-ADSC,监测体重、DAI,第10天取结肠进行组织学分析、免疫荧光和Western blot检测相关蛋白。

4

外泌体分离鉴定和功能验证

确定ADSC外泌体在治疗效应中的作用及其对巨噬细胞糖酵解和RAS信号的影响。

超速离心提取ADSC外泌体,TEM、NTA、Western blot鉴定;体外用PKH26标记追踪摄取;GW4869抑制外泌体分泌后观察功能丧失;体内给予外泌体或GW4869处理的ADSC,评估结肠炎严重程度和信号通路。

5

miRNA测序及机制验证

鉴定ADSC外泌体中可能靶向RAS信号的miRNA。

提取外泌体和共培养后巨噬细胞的RNA进行small RNA测序,分析差异miRNA并预测靶基因,验证miR-574-3p与RASSF1的结合。

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
葡聚糖硫酸钠YEASEN60316ES60
异氟烷RWD Life ScienceR510-22-10
杜氏改良Eagle培养基Biochannel--
胎牛血清Biochannel--
青霉素-链霉素Biochannel--
人参皂苷Rg1Shanghai YuanyeB21057
二甲基亚砜----
脂多糖SigmaL2880
干扰素-γMedChemExpressHY-P7071
白细胞介素-4MedChemExpressHY-P7074
Transwell小室LABSELECT14111
GW4869BeyotimeS7814
HLA-G抗体BioLegend335909
HLA-DR抗体BioLegend327005
HLA-DQ抗体BioLegend318105
CD73抗体BioLegend344003
CD59抗体BioLegend989302
F4/80-PE-EF610eBioscience61-4801-82
CD11b-FITCeBioscience11-0112-82
CD86-PEeBioscience12-0862-82
CD206-APCeBioscience17-2061-82
Fc受体封闭试剂Miltenyi130-092-575
细胞刺激和转运抑制剂混合物eBioscience00-4975-93
可固定活细胞染料eFluor 780eBioscience65-0865-14
CD4-FITCeBioscience11-0041-82
IL-17A-APCeBioscience17-7177-81
细胞周期染色试剂盒ElabscienceE-CK-A352
细胞计数试剂盒-8Beyotime BiotechnologyC0037
安捷伦1290液相色谱系统Agilent--
安捷伦6545四极杆飞行时间质谱仪Agilent--
Illumina NovaSeq 6000测序平台Illumina--
总外泌体RNA和蛋白质提取试剂盒Invitrogen--
CD73-APCElabscienceE-AB-F1242E
CD90-PEElabscienceE-AB-F1167D
CD105-FITCBioLegend323203
CD34-PEElabscienceE-AB-F1143D
CD59-APCBioLegend304712
成骨分化试剂盒OriCellHUXMD-90021
成脂分化试剂盒OriCellHUXMD-90041
成软骨分化试剂盒OriCellHUXMD-90031
贝克曼XPN-100超速离心机Beckman--
CD63抗体Santa Cruzsc-365604
TSG101抗体Santa Cruzsc-101254
钙联蛋白抗体Santa Cruzsc-46669
PKH26荧光染料BeyotimeC3635S
鬼笔环肽BeyotimeC2207S
DAPIBeyotimeP0131
一氧化氮检测试剂盒Solarbio LIFE SCIENCESBC1475
TGF-β1 ELISA试剂盒MULTISCIENCESEK981
IL-6 ELISA试剂盒MULTISCIENCESEK206
L-乳酸检测试剂盒BeyotimeS0208S
10%中性缓冲福尔马林Jinyibai Biotech--
AB-PAS染色试剂盒SolarbioG1285
Leica Aperio Versa数字病理扫描仪Leica--
VCAM-1抗体Epizyme28L12K31
ICAM-1抗体Epizyme33M53E27
iNOS抗体Proteintech22226-1-AP
精氨酸酶-1抗体Proteintech16001-1-AP
LGR5抗体Proteintech30007-1-AP
F4/80抗体Proteintech28463-1-AP
GLUT1抗体Proteintech21829-1-AP
DyLight 488标记的山羊抗兔IgGAbcamab96899
Alexa Fluor 594标记的驴抗小鼠IgGInvitrogenR37115
FastPure细胞/组织总RNA提取试剂盒V2Vazyme--
HiScript III逆转录预混液(含gDNA去除)Vazyme--
ChamQ通用型SYBR qPCR预混液Vazyme--
BCA蛋白定量试剂盒Epizyme BiotechZJ101
RAS抗体AbcamEPR3255
RAF抗体Proteintech84994-4-RR
MEK抗体Proteintech11049-1-AP
磷酸化MEK抗体AbcamEPR3338
ERK抗体Proteintech66192-1-Ig
磷酸化ERK抗体Proteintech28733-1-AP
HIF-1α抗体AbcamEPR16897
β-actin抗体Proteintech66009-1-Ig

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
ADSC使用P5代;Rg1处理浓度为30 µM;LPS浓度为100 ng/mL;IFN-γ浓度为20 ng/mL;GW4869预处理浓度为20 µM,处理24小时。
阅读提示:Methods: Cell culture, Cell viability assay
DSS结肠炎模型
C57BL/6小鼠,6-8周龄,雄性;3% DSS饮水7天,后3天正常饮水;ADSC剂量1×10^6细胞/200 µL PBS,腹腔注射,第3和6天;外泌体剂量100 µg/200 µL PBS,尾静脉注射。
阅读提示:Methods: Animal experiments; Figure 4A
共培养实验
Transwell共培养系统;ADSC或Rg1-ADSC接种于上室,RAW264.7或NCM460于下室;LPS刺激浓度和时间(24小时)。
阅读提示:Methods: Cell culture; Results: Rg1 pretreatment of ADSCs suppresses macrophage glycolysis...
外泌体分离与鉴定
外泌体分离采用超速离心(100,000×g,70分钟,两次);鉴定标记CD63、TSG101阳性,Calnexin阴性;粒径40-150 nm;GW4869抑制外泌体分泌。
阅读提示:Methods: Extraction and identification of exosome; Results: ADSC therapy relies on exosome-mediated mechanisms...
统计分析
数据以均值±标准差(SD)表示;使用GraphPad Prism进行统计分析;组间比较采用双尾t检验或单因素方差分析;P<0.05为差异有统计学意义。
阅读提示:Methods: Statistical analysis