低氧促进人脐带间充质干细胞外囊泡生成

作者：袁菲; 刘鹏涛; 孙杰; 钟量; 高伟; 邹翔宇^*

来源：中华实验外科杂志, 2023, 40(01).

• 低氧
• 人脐带间充质干细胞
• 细胞外囊泡
• 转录组
• 高通量测序

目的探讨低氧对人脐带间充质干细胞(hUCMSCs)及其细胞外囊泡(EVs)生成的影响, 初步阐述其调控机制。方法分离培养原代hUCMSCs, 将其分为常氧组和低氧组, 分别在常氧(21%O2)和低氧(5%O2)培养箱中培养, 用细胞计数试剂盒(CCK-8)检测细胞增殖, 提取hUCMSCs生成的EVs, 利用透射电子显微镜(TEM)和纳米颗粒示踪分析(NTA)进行鉴定, 蛋白质印迹法(Western blot)检测EVs膜标志蛋白CD9和CD63表达, 转录组高通量测序分析低氧对hUCMSCs表达谱的影响, Western blot分析细胞内缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)、丝氨酸/苏氨酸激酶(Akt)和磷酸化丝氨酸/苏氨酸激酶(p-Akt)、以及磷酸化40×103大小的富含脯氨酸的Akt底物(p-PRAS40)的表达水平。两组间采用t检验进行统计分析。结果低氧处理hUCMSCs 24 h后, CCK-8结果显示低氧组吸光度值(2.151±0.116)高于常氧组(1.929±0.145), 差异有统计学意义(t=2.659, P<0.05);NTA检测结果显示低氧组EVs颗粒浓度[(13.714±1.704)×109/ml]高于常氧组[(1.271±0.573)×109/ml], 差异有统计学意义(t=18.310, P<0.05);低氧组EVs蛋白浓度(2.743±1.013)高于常氧组(0.403±0.303), 差异有统计学意义(t=3.831, P<0.05);Western blot结果显示低氧组EVs的CD9、CD63表达水平(4.092±1.711、1 162.225±573.901)高于常氧组(1±0, t=3.005、3.505, P<0.05)。转录组高通量测序分析显示有1 429个基因存在显著表达差异, 且主要富集于细胞因子相关通路。Western blot结果显示低氧组HIF-1α、Akt、p-Akt、p-Akt/Akt, 以及p-PRAS40的表达水平(2.593±0.556、1.395±0.044、2.586±0.130、1.953±0.104、2.131±0.572)均高于常氧组(1±0), 差异有统计学意义(t=3.098、4.246、4.059、3.149、2.799, P<0.05)。结论低氧可通过激活HIF-1α和磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/Akt信号通路促进hUCMSCs增殖和EVs生成。

• 单位
  基础医学院; 上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心; 潍坊医学院