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血管异常会引发多种疾病,为探究人羊膜间充质干细胞外泌体(hAMSC-Exos)促血管生成的作用及机制,中国医科大学研究人员开展研究。结果显示 hAMSC-Exos 通过传递 miRNA N-194 靶向 ING5 促进血管生成,为相关疾病治疗提供新思路。
在人体这个庞大而精密的 “机器” 中,血管就如同纵横交错的高速公路,为各个组织和器官输送着至关重要的营养物质和氧气。一旦血管出现问题,就好比高速公路堵塞,各种疾病便会接踵而至。像心脏和大脑缺血、神经退行性疾病、高血压、肾衰竭等,都与血管的异常生长和退化息息相关。而许多组织的修复,如骨骼、心脏、皮肤等,也都依赖充足的血液供应。因此,如何促进血管再生,成为了再生医学领域亟待攻克的关键难题。
在这样的背景下,中国医科大学的研究人员勇挑重担,开展了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦于人羊膜间充质干细胞外泌体(hAMSC-Exos),试图揭开其在血管生成过程中的神秘面纱。经过一系列严谨的实验探究,研究人员得出了重要结论:hAMSC-Exos 能够通过传递一种名为 miRNA N-194 的微小核糖核酸,靶向 ING5 基因,进而促进血管生成。这一发现意义非凡,它为众多因血管问题引发的疾病提供了全新的治疗思路,仿佛在黑暗中为医学研究点亮了一盏明灯。该研究成果发表在《Molecular Medicine》杂志上,引起了业内的广泛关注。
为了开展这项研究,研究人员运用了多种关键技术方法。在细胞和动物实验方面,他们使用了雄性 BALB/c 裸鼠(6 - 8 周龄,体重 20 - 25g)以及人羊膜间充质干细胞(hAMSCs)和人脐静脉内皮细胞(hUVECs)。通过超速离心法分离提取 hAMSC-Exos,利用透射电子显微镜、纳米颗粒跟踪分析(NTA)和蛋白质免疫印迹(Western blot)对其进行鉴定。还运用了细胞活力测定、Transwell 迁移实验、基质胶管形成实验以及裸鼠基质胶栓实验来检测细胞功能和血管生成情况。在分子生物学技术上,借助生物信息学分析和实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)对 miRNA 进行研究,采用双荧光素酶报告基因实验验证 miRNA 与靶基因的相互作用 。
下面让我们详细了解一下研究结果。在 hAMSC-Exos 的鉴定中,透射电镜下观察到其呈碟形,NTA 检测显示粒径为 115.6 ± 38.6nm,Western blot 证实其高表达外泌体表面特异性标志物 CD9、CD63 和 CD81,这些特征表明成功分离出了 hAMSC-Exos。
细胞功能实验结果表明,hAMSC-Exos 能够显著促进 hUVECs 的活力、迁移和血管生成能力。在细胞活力测定实验中,50μg/mL 和 100μg/mL 的 hAMSC-Exos 显著提升了 hUVECs 的活力;Transwell 迁移实验显示,相同浓度的 hAMSC-Exos 明显促进了细胞的迁移;基质胶管形成实验也表明,hAMSC-Exos 可显著促进 hUVECs 的血管生成。
在体内实验中,将 hAMSC-Exos 与基质胶混合后皮下移植到裸鼠体内,结果发现 50μg 和 100μg 的 hAMSC-Exos 显著促进了裸鼠体内的血管生成,这一结果通过 Masson 染色和免疫组化得以验证。
对 hAMSC-Exos 中 miRNA 的分析发现,其中含有新的 miRNA,如 N-194、N-314 等,且 N-194 的表达量较高。进一步研究发现,hAMSC-Exos 能够将转染的 N-194 传递到 hUVECs 中,并且 N-194 在促进 hUVECs 的活力、迁移和血管生成方面发挥着重要作用。过表达 N-194 可显著促进 hUVECs 的各项功能,而低表达 N-194 则会抑制这些功能。
研究人员还深入探究了 N-194 促进血管生成的机制。通过 TargetScan Human 8.0 预测并经双荧光素酶报告基因实验验证,发现 ING5 是 N-194 的靶基因。转染 N-194 mimics 后,ING5 的 mRNA 和蛋白质表达水平显著降低。进一步实验表明,hAMSC-Exos 过表达 N-194 可通过抑制 ING5 的表达,促进 hUVECs 的活力、迁移和血管生成。此外,研究还发现 N-194 通过调节 ING5,影响了血管内皮生长因子(VEGF)通路中热休克蛋白 27(HSP27)和磷脂酶 c-γ2(PLCG2)的表达水平,进而促进血管生成 。
在研究结论和讨论部分,该研究明确证实了 hAMSC-Exos 通过传递 miRNA N-194 靶向 ING5,促进了 hUVECs 的血管生成。这不仅揭示了 hAMSC-Exos 促进血管生成的新机制,也为血管相关疾病的治疗提供了潜在的新靶点和治疗策略。间充质干细胞(MSCs)治疗一直是医学领域的研究热点,而外泌体作为 MSCs 发挥作用的重要介质,其在促进血管生成方面的机制研究意义重大。此次研究发现的 miRNA N-194 和 ING5 之间的调控关系,为深入理解血管生成的分子机制提供了新的视角。虽然研究取得了重要进展,但也存在一些局限性,例如对 N-194 调节 PLCG2 和 HSP27 的具体机制还需进一步深入研究。不过,总体而言,这项研究为再生医学和血管相关疾病的治疗开辟了新的方向,具有重要的理论和实践价值,有望在未来为更多患者带来新的希望 。