GPR65 保护脂肪来源干细胞疗法免受后肢缺血中的酸中毒影响

《Molecular Medicine》：GPR65 protects adipose-derived stem cell therapy against acidosis in hindlimb ischemia

　　

摘要

背景

严重肢体缺血是下肢外周动脉疾病（PAD）的终末期阶段，可用的药物和血管内治疗方法很少。基于干细胞的疗法代表了血管生成的一种有前景的治疗策略；然而，其临床效益尚未达到预期。组织酸中毒是干细胞移植中的一个核心挑战，酸中毒介导的损伤导致移植细胞存活率低和功能差，限制了治疗潜力。本研究旨在确定 GPR65（一种质子敏感的 G 蛋白偶联受体）是否能改善脂肪来源干细胞（ADSCs）在酸性环境中的存活率，并阐明其潜在机制。

方法

分析了暴露于酸性条件下的 ADSCs 和缺血肌肉中 GPR65 的表达。随后，构建了慢病毒诱导的 GPR65 过表达 ADSCs，并在低 pH 条件下进行功能和血管生成测定。使用小鼠后肢缺血模型探索这些细胞的功能，将细胞或对照培养基移植到缺血肌肉中。在 14 天的随访期内，测量了缺血区域的代谢改变、血液灌注恢复、血管再生和移植细胞存活情况。此外，我们使用转录组测序、蛋白质组学分析、蛋白质印迹法和定量逆转录聚合酶链反应研究了 GPR65 诱导的通路。最后，进行蛋白质印迹分析，以确定 shRNA 敲低 ADSCs 中内源性 GPR65 对适应酸性应激的作用。

结果

我们观察到在体外和体内，GPR65 表达对酸性和缺血条件有显著变化。ADSCs 中 GPR65 的遗传过表达诱导了对细胞存活、细胞增殖以及对酸中毒的线粒体动力学失调的保护作用。重要的是，GPR65 过表达促进了血管生成潜力、VEGF-A 和 HGF 的分泌。值得注意的是，这些效应通过加速 Akt 和 ERK1/2 通路的磷酸化，导致肢体挽救改善、血液再灌注、血管再生增加以及缺血组织中 ADCS 保留。相比之下，在低 pH 条件下培养的 ADSCs 中，GPR65 敲低损害了 VEGF-A 表达以及 Akt 和 ERK1/2 的激活。

结论

我们的研究确定 GPR65 为保护移植干细胞免受酸中毒介导损伤的治疗靶点。这些结果表明，表达 GPR65 的基因工程 ADSCs 可能是治疗缺血性血管疾病的一种创新策略。