人脐带干细胞外泌体对抑郁模型小鼠海马小胶质细胞极化和神经元凋亡的影响

作者：蔡黎黎; 咸娴; 胡维佳; 李国海; 李月峰^*

来源：中华行为医学与脑科学杂志, 2023, 32(05).

• 外泌体
• 慢性不可预见性温和应激
• 海马
• 极化
• 小胶质细胞

目的探讨人脐带间充质干细胞外泌体( human umbilical cord mesenchymal stem cells exosomes, hucMSC-Exo)对慢性不可预见性温和应激(chronic unpredictable mild stress, CUMS)构建的抑郁模型小鼠的抑郁样行为及海马小胶质细胞极化动态转换的影响。方法分离、培养hucMSC, 通过超速离心法提取第5代hucMSC-Exo并进行鉴定。采用Western blot法检测hucMSC-Exo的生物标志物CD9和CD63。选取12只雄性SPF级C57BL/6J小鼠, 采用CUMS法建立抑郁模型, 采用旷场实验和强迫游泳实验检测CUMS小鼠抑郁样行为的变化。造模完成后12只小鼠按随机数字表法分为外泌体治疗组(CUMS+Exo组)和模型组(CUMS组), 每组6只, CUMS+Exo组小鼠海马区脑立体定位注射hucMSC-Exo。微正电子发射断层显像/X线计算机体层成像(micropositron emission tomography /computed tomography, micro PET/CT)扫描技术检测两组小鼠海马炎性反应信号的表达情况。组织免疫荧光检测小鼠海马区M2型小胶质细胞和M1型小胶质细胞的比例。以微管蛋白β3(β3-tubulin)作为标志物, 细胞免疫荧光染色检测皮质酮(corticosterone, CORT)构建的抑郁细胞模型中神经元轴突的长度变化。EdU染色检测神经元增殖情况。使用TUNEL染色观察小鼠海马组织神经元凋亡情况。采用GraphPad 8.0软件进行统计分析, 组间比较采用t检验。结果电镜下, hucMSC-Exo呈现典型的"双层杯状"小囊泡样改变, 粒径约为100 nm, Western blot证实有CD9及CD63标志性蛋白表达。micro PET/CT扫描成像实验中, CUMS+Exo组小鼠[18F]DPA-714摄取较CUMS组减少, 差异有统计学意义[(0.91±0.02)g/mL, (0.81±0.05)g/mL, t=4.54, P=0.001 1]。旷场实验中, CUMS+Exo组小鼠中心路径长度百分比[(3.40±0.44)%, (5.17±0.90)%, t=4.33, P=0.001 5]及中心路径花费时间[(7.04±0.60) s, (10.22±1.41) s,t=6.02, P=0.000 1]均高于CUMS组, 而两组间运动总距离差异无统计学意义(t=0.48, P>0.05)。在强迫游泳实验中, CUMS+Exo组小鼠游泳不动时间较CUMS组减少, 差异有统计学意义[(152.33±7.28) s, (133.50±4.32) s, t=5.45, P=0.000 3]。组织免疫荧光实验中, CUMS+Exo组海马区M2型小胶质细胞比例高于CUMS组[(0.33±0.04), (0.59±0.12), t=5.11, P=0.000 5], M1型小胶质细胞比例低于CUMS组[(0.56±0.06), (0.41±0.03), t=5.15, P=0.000 4]。细胞免疫荧光实验中, CORT+Exo组神经元轴突长度长于CORT组[(3.99±0.99) μm, (6.76±1.11) μm, t=6.10, P=0.000 1]。细胞增殖实验中, CORT+Exo组细胞增殖率高于CORT组[(0.74±0.07), (0.64±0.03), t=3.32, P=0.001 8]。TUNEL染色实验中, CUMS+Exo组小鼠海马区神经元凋亡率低于CUMS组[(0.24±0.04), (0.39±0.04), t=6.11, P=0.000 1] 。结论 hucMSC-Exo可以改善CUMS小鼠抑郁样行为, 促进其海马区M1型极化小胶质细胞向M2型转换, 减少神经元凋亡。

• 单位
  江苏大学附属医院