骨髓间充质干细胞分泌的外泌体通过Hippo-YAP通路抑制心力衰竭中的心肌细胞肥大

Exosomes secreted from bone marrow mesenchymal stem cells suppress cardiomyocyte hypertrophy through Hippo-YAP pathway in heart failure.

作者信息Yu Ren, Yun Wu, Wenshuai He, Yingjie Tian, Xingsheng Zhao
PMID36929834
发布时间2023-03-13
DOI10.1590/1678-4685-GMB-2022-0221

实验完整度

中

包含体外细胞模型(H9c2)建立与功能验证,但缺乏动物实验和患者样本验证,机制验证局限于蛋白表达。

主要模型

H9c2大鼠胚胎心肌细胞系 Ang II诱导的H9c2心肌细胞肥大模型

重点核对

H9c2细胞系来源:ATCC Ang II处理浓度:0.4 μM(基于IC50) MSCs-exosomes共培养时间:24、48、72小时 凋亡检测:TUNEL法 统计分析:单因素方差分析,P值<0.05

摘要

间充质干细胞来源的外泌体(MSCs-exosomes)据报道具有心脏保护作用。本研究探讨了MSCs-exosomes对心力衰竭(HF)的治疗潜力及机制。使用H9c2细胞通过血管紧张素II(Ang II)处理建立心肌细胞肥大模型。通过透射电子显微镜和CD63检测鉴定分离的MSCs-exosomes。使用末端脱氧核苷酸转移酶(TdT)dUTP缺口末端标记(TUNEL)测定法测量凋亡率。通过ELISA测定炎症因子[白细胞介素(IL)-1β、IL-4、IL-6和肿瘤坏死因子(TNF)-α]和脑钠肽(BNP)的水平。通过western blotting检测凋亡相关蛋白[Bax、B细胞淋巴瘤-2(Bcl-2)和caspase 3]和Hippo-Yes相关蛋白(YAP)通路相关蛋白[YAP、磷酸化(p)-YAP和tafazzin(TAZ)]的表达。Ang II诱导的H9c2细胞心肌细胞肥大被MSCs-exosomes处理改善。MSCs-exosomes下调Ang II诱导的H9c2细胞中Bax和caspase 3的水平,上调Bcl-2的水平。MSCs-exosomes还降低了Ang II诱导的H9c2细胞中BNP、IL-1β、IL-4、IL-6和TNF-α的水平。同时,在MSCs-exosomes给药后p-YAP下调,TAZ上调。总之,MSCs-exosomes通过失活Hippo-YAP通路减轻心力衰竭中心肌细胞的凋亡和炎症反应。

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
骨髓间充质干细胞来源的外泌体(MSCs-exosomes)对心力衰竭中心肌细胞肥大的保护作用及其是否涉及Hippo-YAP通路。
核心机制
MSCs-exosomes通过抑制YAP磷酸化并增加TAZ表达,失活Hippo-YAP通路,从而减轻心肌细胞凋亡和炎症。
主要证据
在Ang II诱导的H9c2心肌细胞肥大模型中,MSCs-exosomes处理降低了凋亡相关蛋白Bax和caspase 3、炎症因子IL-1β、IL-4、IL-6、TNF-α和肥大标志物BNP的水平,同时上调Bcl-2并调节Hippo-YAP通路蛋白表达。
研究意义
研究证实了MSCs-exosomes对心力衰竭的有益作用,为临床治疗心力衰竭提供了基础依据。

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

获取并验证骨髓间充质干细胞(MSCs)的特性。

从SD大鼠股骨和胫骨分离MSCs,通过形态学观察、成骨和成脂分化染色以及流式细胞术检测表面标志物(CD90、CD105、CD34)进行鉴定。

2

MSCs-exosomes的分离与鉴定

提取并确认MSCs分泌的外泌体。

通过超速离心从MSCs培养上清中分离外泌体,使用透射电子显微镜观察形态,纳米粒子追踪分析粒径,Western blot检测CD63表达。

3

心肌细胞肥大模型建立与活力检测

确定诱导H9c2细胞肥大的Ang II适宜浓度并检测细胞活力。

用不同浓度Ang II处理H9c2细胞24和48小时,CCK-8法检测活力,计算IC50确定0.4 μM为后续浓度。

4

MSCs-exosomes对肥大心肌细胞炎症和凋亡的影响

评估MSCs-exosomes对Ang II诱导的肥大心肌细胞炎症和凋亡的作用。

将Ang II诱导的H9c2细胞与MSCs-exosomes共培养,TUNEL检测凋亡,ELISA检测炎症因子和BNP,Western blot检测凋亡相关蛋白。

5

Hippo-YAP通路蛋白表达检测

探究MSCs-exosomes是否通过Hippo-YAP通路发挥作用。

Western blot检测YAP、p-YAP和TAZ的表达水平。

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。

验证细胞功能变化
验证机制链路
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
杜尔贝科改良鹰培养基Gibco--
胎牛血清----
青霉素-链霉素----
血管紧张素IIMerck Millipore--
CCK-8试剂盒TransGen Biotech--
ELISA试剂盒Elabscience--
DR-200Bs酶标仪Diatek--
TUNEL反应混合物Roche--
DAPI----
RIPA裂解液TaKaRa--
蛋白酶抑制剂Roche--
BCA蛋白检测试剂盒Pierce--
抗CD63抗体Abcam--
抗YAP抗体Abcam--
抗磷酸化YAP抗体Abcam--
抗TAZ抗体Abcam--
抗caspase 3抗体Abcam--
抗Bcl-2抗体Abcam--
抗Bax抗体Abcam--
抗GAPDH抗体Abcam--
山羊抗兔HRP偶联二抗----
ChemiDoc XRS+成像系统Bio-Rad--
FEI Tecnai T20透射电子显微镜FEI--
醋酸铀SPI-CHEM--
Nanosight NS 300系统NanoSight Technology--
流式细胞仪Beckman Coulter--
倒置显微镜Leica--
多功能酶标仪Molecular Devices--
H9c2细胞ATCC--

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
细胞模型建立
H9c2细胞系来源(ATCC)、Ang II处理浓度(0.4 μM)和处理时间(24、48、72小时)
阅读提示:Methods: Cell culture and treatment; Figure 2
MSCs分离与鉴定
大鼠品系(SD)、体重范围(180-220 g)、标记物(CD90、CD105、CD34)
阅读提示:Methods: Isolation and identification of MSCs; Figure 1
MSCs-exosomes的分离与鉴定
离心力设置(500×g, 2500×g, 15000×g, 80000×g)、TEM粒径范围(50-150 nm)、CD63表达
阅读提示:Methods: Isolation of exosomes from MSCs; Figure 1
细胞活力检测
细胞接种密度(1×10^5 cells/mL)、CCK-8孵育时间(24、48、72小时)、OD450测定
阅读提示:Methods: Cell proliferation assay; Figure 2
细胞凋亡检测
TUNEL反应体积(50 μL)、细胞密度(2×10^6 cells/mL)、孵育时间(1小时)、随机视野数(6)
阅读提示:Methods: Apoptosis test; Figure 4
蛋白表达检测
蛋白上样量(20 μg/道)、抗体稀释度(CD63 1:1000, YAP 1:2000, p-YAP 1:2000, TAZ 1:2000, caspase 3 1:1000, Bcl-2 1:2000, Bax 1:1000, GAPDH 1:3000)
阅读提示:Methods: Western blotting; Figures 1,4,5