骨髓间充质干细胞外泌体通过抑制肺泡巨噬细胞HIF-1α介导的糖酵解减轻脓毒症ARDS

发布时间：2021-08-29 03:17

　　肺泡巨噬细胞在脓毒症诱导的急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome,ARDS）的发展中起关键作用。最近的证据表明,糖酵解通过代谢重编程在调节巨噬细胞极化中起重要作用。骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs）通过分泌外泌体（exosome）可减轻脓毒症引起的肺损伤,并具有较强的免疫调节和免疫抑制作用。然而,目前尚不清楚BMSCs来源的外泌体是否通过抑制巨噬细胞糖酵解而发挥其对脓毒症肺损伤的保护作用。因此,本研究旨在评价骨髓间充质干细胞外泌体对脓毒症小鼠急性肺损伤的抗炎作用,并探讨其可能的体内外机制。我们发现BMSCs通过释放外泌体抑制MH-S细胞（小鼠肺泡巨噬细胞系）的M1极化并促进M2极化。进一步的实验表明,BMSCs外泌体通过抑制巨噬细胞糖酵解来调控LPS作用下MH-S细胞的极化。此外,我们的研究结果表明,BMSCs来源的外泌体通过抑制HIF-1α的表达水平进而下调糖酵解中几个重要蛋白的表达。最后,我们建立了脓毒症诱导的小鼠ARDS模型,发现BMSCs来源的外泌体改善了LPS... 

【文章来源】：安徽医科大学安徽省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

小鼠BMSCs的特征A：原代BMSCs形态（标尺=50μm）；B：CD90阳性；C：CD34阴性；D：BMSCs分化成骨细胞；E：BMSCs分化成软骨细胞；F：BMSCs分化成脂肪细胞（标尺=20μm）

安徽医科大学硕士学位论文27表达水平。如图2A-F所示，与CON组相比，LPS组中IL-1β，IL-6和TNF-α的mRNA表达显著上调，并呈时间依赖性，而Ym1，CD206和Arg1的mRNA表达下调，亦呈时间依赖性（P＜0.01）。此外，LPS对MH-S细胞极化的影响在24h最为显著。因此，后续实验检测指标的时间节点选择在LPS刺激24h。图2LPS促进肺泡巨噬细胞系MH-S细胞的M1极化并抑制M2极化。实时定量PCR显示，LPS以时间依赖性方式显著增加MH-S细胞中IL-1β（A），IL-6（B）和TNF-α（C）的表达，降低Ym-1（D），CD206（E）和Arg1（F）的表达水平。β-actin作为内参。数据表示为平均值±SD（n=6）。与对照组相比，**P<0.01。Fig.2LPSpromotedM1polarizationandinhibitedM2polarizationinalveolarmacrophagelineMH-Scells.Real-timeqPCRshowedthatLPSsignificantlyincreasedtheexpressionofIL-1β(A),IL-6(B)andTNF-α(C)inMH-Scellsinatimedependent-manner.Incontrast,theexpressionlevelsofYm-1(D),CD206(E)andArg1(F)inMH-ScellswerereducedateachtimepointafterLPStreatment.AllmRNAlevelswerenormalizedtothelevelofβ-actinmRNA.Thedataareexpressedasthemeans±SD(n=6ineachgroup).**P<0.01versustheControlgroup.随后，我们将BMSCs与MH-S细胞共培养24h。BMSCs与MH-S细胞共培养抑制了LPS刺激后MH-S细胞中IL-1β，IL-6和TNF-α的基因表达（图3A-C）而Ym1，CD206和Arg1的表达显著增加（图3D-F）（P＜0.01）。以上这些数据表明，BMSCs可抑制巨噬细胞向M1型极化而促进巨噬细胞向M2型极化，并对LPS刺激的MH-S细胞产生抗炎作用。

安徽医科大学硕士学位论文28图3BMSCs抑制LPS刺激的肺泡巨噬细胞系MH-S细胞向M1型极化并促进向M2型极化。实时定量PCR显示，LPS显著增加MH-S细胞中IL-1β（A），IL-6（B）和TNF-α（C）的表达，降低Ym-1（D），CD206（E）和Arg1（F）的表达水平。BMSCs共培养可降低LPS刺激的MH-S细胞中IL-1β（A），IL-6（B）和TNF-α（C）的表达，增加Ym-1（D），CD206（E）和Arg1（F）的表达水平。β-actin作为内参。数据表示为平均值±SD（n=6）。与对照组相比，**P<0.01；与LPS组相比，##P<0.01。Fig.3BMSCsamelioratedM1polarizationandpromotedM2polarizationinLPS-treatedMH-Scells.Real-timeqPCRshowedthatLPSsignificantlyincreasedtheexpressionofIL-1β(A),IL-6(B)andTNF-α(C)inMH-Scells.Incontrast,theexpressionlevelsofYm-1(D),CD206(E)andArg1(F)inMH-ScellsweredecreasedafterLPStreatment.BMSCsco-culturereducedtheexpressionofIL-1β(A),IL-6(B)andTNF-α(C)inLPS-treatedMH-Scells.Incontrast,theexpressionlevelsofYm-1(D),CD206(E)andArg1(F)inLPS-treatedMH-Scellswereincreasedafterco-culturewithBMSCs.AllmRNAlevelswerenormalizedtothelevelofβ-actinmRNA.Thedataareexpressedasthemeans±SD(n=6ineachgroup).**P<0.01versustheControlgroup;##P<0.01versustheLPSgroup.3.3骨髓间充质干细胞通过分泌外泌体对LPS刺激的MH-S细胞产生抗炎作用近年来，越来越多的研究发现，BMSCs可以通过分泌外泌体来发挥抗炎作用[38]。因此，在随后的研究中，我们首先观察到了BMSCs来源的外泌体（BMSCs-exo）对LPS处理的MH-S细胞的影响。GW4869是目前已知的可抑制外泌体释放的中


本文编号：3369793