间充质细胞来源外泌体携 miR-29a-3p:对抗肾缺血再灌注损伤新希望

【字体: 时间:2025年03月13日 来源:Stem Cell Research & Therapy 7.1

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  为探究 miR-29a-3p 在肾缺血再灌注(I/R)损伤中的作用,研究发现 hucMSC-exos 及 miR-29a-3p 可缓解肾纤维化和血管稀疏。

  肾,作为人体重要的排泄和内分泌器官,对维持体内环境稳定起着关键作用。然而,肾缺血再灌注(I/R)损伤是一个棘手的问题,它常常引发肾纤维化和血管稀疏等严重并发症。肾纤维化会导致正常肾组织被瘢痕组织取代,而血管稀疏则会使肾脏的血液供应不足,进一步损害肾脏功能。目前,针对肾纤维化的治疗手段十分有限,尚无有效的药物能够阻止其进展,这给患者带来了沉重的负担。
在这样的背景下,武汉大学人民医院等机构的研究人员开展了一项重要研究。他们聚焦于间充质细胞来源的外泌体(hucMSC-exos)以及其中的 miR-29a-3p,探究它们在肾 I/R 损伤中的作用及治疗潜力。该研究成果发表在《Stem Cell Research & Therapy》上,为肾纤维化的治疗带来了新的希望。

研究人员在开展研究时,运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面,培养了人脐静脉内皮细胞(HUVECs)和正常大鼠肾成纤维细胞(NRK-49F),并进行相关处理与转染实验。动物实验则构建了雄性 C57BL/6 小鼠的肾 I/R 损伤模型,给予不同干预措施。还通过组织样本收集、组织病理学染色、免疫印迹(Western blotting)、实时定量聚合酶链反应(RT-PCR)、免疫荧光分析、荧光素酶报告基因实验等技术,从不同层面分析相关指标,深入探究作用机制。

研究结果如下:

  1. 间充质细胞来源外泌体减轻细胞损伤:间充质细胞来源的外泌体能够显著减轻转化生长因子 -β(TGF-β)诱导的成纤维细胞激活以及肿瘤坏死因子 -α(TNF-α)诱导的内皮细胞损伤。实验表明,外泌体处理后,成纤维细胞中 α - 平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和胶原蛋白 I 的表达降低,内皮细胞中细胞间黏附分子 - 1(ICAM-1)和血管细胞黏附分子 - 1(VCAM-1)的表达减少。
  2. miR-29a-3p 表达与肾纤维化的关系:miR-29a-3p 在间充质细胞来源的外泌体中高表达,但在肾纤维化模型中表达降低。在人体慢性肾病组织和小鼠缺血性纤维化模型中都观察到了这一现象。
  3. 外泌体改善肾纤维化和血管稀疏:给予外泌体治疗后,小鼠的肾功能得到显著改善,血清肌酐(Scr)和血尿素氮(BUN)水平降低。同时,肾脏组织学分析显示,肾小管损伤评分降低,纤维化面积和 α-SMA 阳性区域减少,血管稀疏情况得到缓解,ICAM-1 和 VCAM-1 的表达也下降。
  4. miR-29a-3p 对肾纤维化和血管稀疏的影响:miR-29a-3p 模拟物可减轻 I/R 诱导的肾纤维化和血管稀疏,而其抑制剂则会加重这些损伤。给予 miR-29a-3p 模拟物的小鼠,Scr 和 BUN 水平降低,纤维化相关指标改善,血管相关指标也显示血管稀疏得到缓解;相反,给予抑制剂的小鼠则出现相反的结果。
  5. miR-29a-3p 的作用靶点:在成纤维细胞中,miR-29a-3p 直接靶向胶原蛋白 I(COL1A1),抑制其表达,进而减少细胞外基质(ECM)的产生,缓解肾纤维化。在 endothelial 细胞中,miR-29a-3p 直接靶向肿瘤坏死因子受体超家族成员 1A(TNFRSF1A)编码的 TNFR1,降低其蛋白水平,减少内皮细胞损伤,维持血管完整性。
  6. 过表达 miR-29a-3p 的外泌体效果更佳:与普通外泌体相比,过表达 miR-29a-3p 的外泌体对 I/R 诱导的肾纤维化具有更好的保护作用。给予过表达 miR-29a-3p 外泌体的小鼠,肾功能指标进一步改善,肾脏组织学变化更优,相关蛋白表达水平更低。

研究结论和讨论部分指出,hucMSC-exos,尤其是富含 miR-29a-3p 的外泌体,在减轻肾 I/R 损伤后的肾纤维化和血管稀疏方面具有显著效果。miR-29a-3p 通过靶向 COL1A1 和 TNFR1,分别在成纤维细胞和内皮细胞中发挥作用,减少纤维化和维持血管完整性。此外,研究还发现多次给予外泌体的治疗方案具有潜在优势,为未来的临床治疗提供了新的思路。不过,目前将 hucMSC-exos 应用于治疗仍面临一些挑战,如外泌体的规模化生产和纯化方法,以及其归巢和免疫调节作用的进一步研究等。总体而言,该研究为肾纤维化的治疗提供了新的方向和潜在的治疗策略,具有重要的理论和临床意义。
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