骨髓间充质干细胞来源外泌体修复骺板缺损的机制

作者：邓玲珑; 成昊; 余黎; 朱纯权; 陶圣祥; 邓凯^*

来源：中华实验外科杂志, 2022, 39(09): 1721-1724.

• 骨髓间充质干细胞
• 外泌体
• 巨噬细胞
• 骺板
• 修复

目的探讨SD鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)来源外泌体(Exos)修复骺板缺损的相关机制。方法通过超离心提取鼠BMSCs来源的Exos, 制备聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)负载的Exos(PLGA-Exos)支架, 扫描电镜对支架进行表征。提取鼠软骨细胞, 探究PLGA-Exos/RAW264.7细胞/软骨细胞共培养体系中巨噬细胞及软骨细胞相关基因的表达。将24只SD大鼠随机均分为A、B、C 3组, 构建胫骨近端骺板缺损模型, 将PLGA负载的BMSCs-Exos缓释棒(A组)及无Exos负载的PLGA棒(B组)分别填塞于骺板缺损区, C组为对照组(无填塞)。术后6周获取鼠胫骨标本, 通过影像学X线分析、苏木精-伊红(HE)染色、甲苯胺蓝染色、Ⅱ型胶原免疫组织化学染色及巨噬细胞表型蛋白[M1型:诱导型一氧化氮合酶(iNOS);M2型:Arg-1]染色, 评估骺板缺损的修复效果。两组间比较采用独立样本t检验。结果 PLGAs支架为三维多孔结构, 孔隙分布均匀, 具有较高的连通性。Exos被成功加载至PLGA中。PCR结果发现, 在炎症微环境中, 与对照组比较, BMSCs-Exos调控巨噬细胞高表达M2表型蛋白Arg-1(7.12±1.01比1.00±0.03, t=10.47, P<0.01), 且促进软骨细胞COL-2及Sox9基因mRNA表达(8.25±0.74比1.00±0.12, t=16.84, P<0.01;4.64±0.16比1.00±0.01, t=38.64, P<0.01)。术后6周胫骨标本影像学及组织学分析显示, A组骺板缺损区可见结构致密、与正常骺板结构及功能相似新生透明软骨组织, B组骺板缺损区新生组织由大量的纤维组织及少量的透明软骨组成, C组骺板缺损区骨桥形成。骺板损伤区巨噬细胞相关的表型蛋白免疫组织化学染色显示, A组M2型巨噬细胞表型蛋白Arg-1染色呈阳性显色反应, M1型巨噬细胞表型蛋白iNOS染色为阴性;B组少量细胞质基质被Arg-1抗体染为弱阳性, iNOS染色为阴性;C组Arg-1抗体染色为阴性, 而iNOS染色呈阳性反应。结论在炎症微环境中, BMSCs-Exos调控巨噬细胞向M2型编程, 促进骺板缺损修复。

• 单位
  湖北科技学院; 武汉大学中南医院