脐带间充质干细胞来源外泌体对脑出血后HT22海马神经元细胞损伤具有保护作用
发布时间：
2022-03-30
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背景∶
研究证明间充质干细胞来源外泌体可抑制神经炎症和脑出血损伤，目前关于间充质干细胞来源外泌体通过血红素加氧酶1介导对脑出血后HT22小鼠海马神经元细胞系保护作用机制的研究较少。
目的∶
探讨脐带间充质干细胞来源外泌体对脑出血后HT22海马神经元细胞的保护作用及其机制。
概述：
脑出血是一种高致死率和致残率的疾病"，全球每10 万人中就有10-20个人发生脑出血12，脑出血在中国占所有住院脑卒中患者的18.8%-47.6%P，该疾病发病凶险，预后效果差，给社会和家庭都带来了沉重的负担。虽然目前仍缺乏有效降低死亡和残疾发生的治疗方案，但间充质干细胞治疗有望促进脑出血患者的神经功能恢复。
间充质干细胞可以通过神经发生、血管生成、抗炎症和抗凋亡机制促进神经网络重建和神经功能恢复，但其具有多分化潜能，存在形成肿瘤的风险。间充质干细胞分泌的外泌体是一种囊泡状结构，内含丰富的生物活性物质，这些物质被验证可作为有用的治疗剂、药物输送工具等，此外，外泌体具有抗冻融的特性使其使用极为方便，并且它可以穿过血脑屏障，用于神经系统疾病治疗更占优势154，而且具有更高的安全性1。
目前脐带间充质干细胞是外泌体来源的理想选择，其在基因表达层面差异最小，且采集脐带的过程不会对人体造成伤害图。近年来有研究证实间充质干细胞来源外泌体能一定程度上改善脑出血后白质纤维完整性及促进神经功能恢复，并且外泌体的蛋白质组学分析确定了2000多个可能与大脑修复功能有关的蛋白质1。
目前间充质干细胞来源外泌体治疗脑出血的潜在机制主要是通过外泌体内的 miRNAs 产生抗凋亡、神经发生、血管生成和抗炎症作用。
脑出血后除血肿带来的原发性损伤外，继发性脑损伤更不容忽视，继发性损伤能进一步促进细胞凋亡、炎症发生以及神经元的变性与解体，而维持神经元正常的形态和功能对脑出血后的神经功能恢复有着重要作用吗，因此有必要对脑出血后HT22海马神经元细胞损伤的机制进行研究。
目前关于脑出血继发性损伤机制的研究较多，脑出血后晚期脑水肿主要与血红素降解产物有关，而血红素降解过程中所需的限速酶为血红素加氧酶1（heme oxygenase-1，HO-1），一般情况下它在大脑中表达极低，而在脑出血后显著增加，且 3-7 d达到峰值。同时，血红素加氧酶1与氧化应激、炎症、细胞凋亡过程等密切相关。除此之外，抑制血红素加氧酶1表达可在一定程度上抑制脑出血炎症反应及其神经损伤17。
该研究通过尾静脉注射脐带间充质干细胞来源外泌体治疗小鼠脑出血动物模型，采用蛋白免疫印迹法检测脑出血后损伤侧海马组织内血红素加氧酶1及炎性分子高迁移率组蛋白B1、Toll样受体4的表达∶体外予以脐带间充质干细胞来源外泌体预处理小鼠HT22海马神经元细胞细胞 （HT22细胞）;然后用氯高铁血红素刺激 HT22细胞，采用蛋白免疫印迹法检测 HT22细胞中血红素加氧酶1的表达∶慢病毒转染敲低 HT22细胞中血红素加氧酶1的表达，然后予以脐带间充质干细胞来源外泌体预处理HT22细胞，再用氯高铁血红素刺激HT22细胞，采用蛋白免疫印迹法检测HT22细胞中血红素加氧酶1的表达，通过上述实验探讨脐带间充质干细胞来源外泌体对脑出血后损伤侧HT22海马神经元细胞的保护作用及相关机制。
方法∶
①自体血注射建立小鼠脑出血模型，在脑出血后8 h尾静脉注射脐带间充质干细胞来源外泌体，在脑出血后24 h，4 d及30d采用蛋白免疫印访法检测血红素加氧酶1、高迁移率组蛋白B1和Toll样受体4的表达;
②体外应用氯高铁血红素建立小鼠HT22海马神经元细胞细胞（HT22细胞）脑出血模型，在造模前给予脐带间充质干细胞来源外泌体预处理12 h，然后给予氯高铁血红素刺激HT22细胞6h;蛋白免疫印迹法检测血红素加氧酶1的表达;
③慢病毒转染HT22细胞使血红素加氧酶1低表达，然后同样给予脐带间充质干细胞来源外泌体预处理12 h，氯高铁血红素刺激6h，蛋白免疫印迹法检测血红素加氧酶1的表达。
结果与结论∶
（1）在脑出血后24 h，4 d及30 d时，损伤侧海马组织中血红素加氧酶1表达量显著升高（均P<0.05），与假手术组比较，脑出血组小鼠在脑出血后第4天血红素加氧酶1、高迁移率组蛋白B1和Toll样受体4蛋白表达显著升高（均P< 0.05），与脑出血组相比，脑出血+外泌体组血红素加氧酶1、高迁移率组蛋白B1和Toll样受体4蛋白表达显著降低（均P<0.05）;
（2）体外脑出血模型中，与对照组比较，氯高铁血红素+PBS组HT22细胞中血红素加氧酶1蛋白表达显著升高，与氯高铁血红素+PBS组比较，氯高铁血红素+外泌体组HT22细胞中血红素加氧酶1 蛋白表达明显降低（均P< 0.05）;
（3）慢病毒转染HT22细胞高敲低血红素加氧酶1表达后，敲低血红素加氧酶1+氯高铁血红素+PBS组与高敲低血红素加氧酶1+氯高铁血红素+外沙体组的血红素加氧酶1蛋白表达无显著差异;
（4）结果表明，脐带间充质干细胞来源外泌体对脑出血后HT22海马神经元细胞损伤具有保护作用，其机制可能是与血红素加氧酶1调节高迁移率组蛋白B1及Toll样受体4相关炎性通路有关。
关键词∶间充质干细胞;外泌体;脑出血;海马;血红素加氧酶1;炎性通路
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