脐带间充质干细胞来源的外泌体通过抑制海马齿状回神经元铁死亡缓解大鼠年龄相关性失眠

《Neurochemical Research》：Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cell-Derived Exosomes Alleviate Age-Related Insomnia in Rats by Suppressing Neuronal Ferroptosis in the Hippocampal Dentate Gyrus

　　

摘要

与年龄相关的失眠症（ARI）在老年人中日益普遍，且传统药物治疗仍无法充分解决这一问题，促使人们越来越关注基于干细胞的替代疗法。本研究探讨了脐带间充质干细胞来源的外泌体（UCMSC-Exos）是否通过抑制海马神经元铁死亡来改善 ARI。于妊娠第 21 天从 Sprague-Dawley 大鼠中分离 UCMSCs，并通过超速离心从第 3 代培养上清液中纯化 UCMSC-Exos。透射电子显微镜、纳米颗粒跟踪分析和 Western 印迹证实了特征性的外泌体形态，平均直径为 118.4 纳米，TSG101、CD9 和 CD81 呈阳性表达，且无钙联蛋白（Calnexin）表达。在大鼠尾静脉注射 DiD 标记的 UCMSC-Exos 后，DiD 信号可追踪 21 天。使用 D-半乳糖联合对氯苯丙氨酸在成年雄性大鼠中建立 ARI 模型，并将动物随机分为假手术组、ARI 组、ARI-UCMSC-Exos 组和 ARI-Fer-1 组。Morris 水迷宫、高架十字迷宫、旷场实验和脑电图显示，UCMSC-Exos 逆转了行为缺陷，并延长了总睡眠时间和慢波睡眠。苏木精 - 伊红染色、Nissl 染色和 Golgi 染色显示齿状回神经元恢复，树突数量和长度增加，而透射电子显微镜显示突触和线粒体超微结构改善。普鲁士蓝染色、ELISA 和 Western 印迹进一步表明，UCMSC-Exos 降低了 Fe³⁺、谷氨酸和活性氧水平，同时提高了半胱氨酸、谷胱甘肽、GPX4、5-HT 和 BDNF 水平。综上所述，UCMSC-Exos 通过抑制海马神经元铁死亡缓解 ARI 大鼠的睡眠障碍，突显了其对 ARI 的治疗潜力。