激素性股骨头坏死来源的细胞外囊泡对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

作者：孔智恒; 李树山; 王海涛; 石翔宇; 赵洪波; 殷力^*

来源：中华实验外科杂志, 2022, 39(08): 1545-1548.

• 骨髓间充质干细胞
• 细胞外囊泡
• 激素性股骨头坏死
• 成骨分化

目的观察激素性股骨头坏死(SONFH)患者来源的骨髓间充质干细胞(BMSCs)分泌的细胞外囊泡(SONFH-BMSCs-EVs)对正常BMSCs成骨分化的影响。方法骨髓来源于郑州大学第一附属医院的10例需行髋关节置换术的患者(激素性股骨头坏死5例, 非股骨头坏死5例), 提取其中的BMSCs进行培养。采用差速离心法分离SONFH-BMSCs-EVs。将正常BMSCs中加入SONFH-BMSCs-EVs共培养作为实验组, 对照组加入等量磷酸盐缓冲液(PBS), 分别用噻唑蓝(MTT)法, 半胱氨酰天冬氨酸特异性蛋白酶(Caspase)-3/7活性实验检测SONFH-BMSCs-EVs对BMSCs的增殖、凋亡的影响。取第3代BMSCs进行成骨诱导, 诱导过程中实验组加入SONFH-BMSCs-EVs, 再进行茜素红染色, 检测其对BMSCs成骨分化的影响。采用实时荧光定量聚合酶链反应(RT-PCR), 蛋白质印迹法(Western blot)检测Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)信号通路上成骨相关因子基因、蛋白表达。采用单因素方差分析和t检验进行统计学分析。结果 SONFH-BMSCs-EVs为大小不均的圆形膜性囊泡, 粒径范围在40～200 nm之间, 且表达CD63、CD9标志蛋白。共聚焦显微镜下显示细胞外囊泡可以被BMSCs摄取。MTT法检测BMSCs增殖能力实验组(0.5±0.1)明显低于对照组(1.0, t=11.160, P<0.01)。Caspase-3/7活性实验检测BMSCs凋亡, 实验组(1.4±0.2)明显高于对照组(1.0), (t=3.458, P<0.01)。茜素红染色结果显示实验组的红染染色阳性率显著小于对照组。Western blot结果显示Wnt/β-catenin信号通路上关键因子蛋白表达分别为β-catenin(实验组为0.68±0.10, 对照组为1.37±0.17, t=6.960, P<0.01)、Runt相关基因2(Runx2, 实验组为0.66±0.13, 对照组为1.30±0.16, t=6.240, P<0.01), 差异均有统计学意义。RT-PCR检测实验组β-catenin、Runx2相对基因表达分别为0.59±0.12、0.66±0.08, 差异有统计学意义(t=6.960、6.240, P均<0.01)。结论激素性股骨头坏死患者来源的BMSCs分泌的细胞外囊泡可以抑制正常BMSCs增殖及成骨分化。

• 单位
  郑州大学第一附属医院