槲皮素加持的干细胞囊泡!最新研究:槲皮素预处理的骨髓间充质干细胞衍生细胞外囊泡助力肝脏功能恢复与炎症消退

摘要:慢性肝病是全球健康的一大威胁,许多因素如病毒感染、化学物质暴露和肠道菌群失衡都可能引发。其中,慢性肝损伤(CLD)尤其值得关注,因为它可能逐渐发展成肝硬化甚至肝癌,而炎症在这个过程中起着关键作用。目前,我们迫切需要更有效的治疗方法来应对这一挑战。

转自:生物谷

慢性肝病是全球健康的一大威胁,许多因素如病毒感染、化学物质暴露和肠道菌群失衡都可能引发。其中,慢性肝损伤(CLD)尤其值得关注,因为它可能逐渐发展成肝硬化甚至肝癌,而炎症在这个过程中起着关键作用。目前,我们迫切需要更有效的治疗方法来应对这一挑战。

在寻找治疗方法的过程中,骨髓间充质干细胞(BMSCs)因其组织修复和免疫调节能力而备受瞩目。然而,直接移植BMSCs存在细胞排斥、存活率低和潜在肿瘤形成等风险,这限制了其临床应用。

近年来的研究发现,BMSCs发挥治疗作用主要通过旁分泌机制,其中BMSC衍生的细胞外囊泡(BMSC-EVs)尤为关键。这些纳米级的膜囊泡含有核酸、蛋白质和脂质等,是细胞间通讯的重要介质,在调节巨噬细胞极化和减轻炎症方面表现出潜力,但抗炎效果还不够理想。

槲皮素(Que)是一种广泛存在于植物中的黄酮类化合物,具有抗炎、抗病毒、抗缺血和抗癌等多种药理活性。近日,首都医科大学研究团队在Int Immunopharmacol发表了题为Quercetin-primed BMSC-derived extracellular vesicles ameliorate chronic liver damage through miR-136-5p and GNAS/STAT3 signaling pathways的研究论文,发现用槲皮素预处理BMSCs,可能增强BMSC-EVs的抗炎效果,从而更好地治疗慢性肝病。

在实验中,研究人员从BALB/C小鼠的骨髓中分离培养出BMSCs,并对其进行鉴定。然后,用不同浓度的槲皮素处理BMSCs,通过CCK-8实验确定了能诱导BMSCs分泌Que-EVs的合适浓度(0.5 μM,48 h)。接着,他们从BMSCs的上清液中提取EVs,并通过透射电子显微镜、纳米颗粒跟踪分析和蛋白免疫印迹等方法进行鉴定,发现EVs和Que-EVs具有相似的大小和形态,直径约为60 nm,且表达经典的表面标志物。

为了探究EVs和Que-EVs在体内的分布,研究人员用荧光染料DIR标记它们,然后静脉注射到小鼠体内,6小时后发现它们主要在肝脏积累。在体外实验中,将DIR标记的EVs和Que-EVs与RAW264.7细胞共孵育12小时,观察到细胞内有强烈的荧光信号,表明RAW264.7细胞摄取了这些囊泡。

图1. BMSC、EV和Que-EV表征

在炎症相关研究中,研究人员用脂多糖(LPS)处理RAW264.7细胞来模拟炎症环境。LPS显著降低了RAW264.7细胞的活力并诱导炎症反应,但EVs和Que-EVs能抑制炎症,降低炎症因子的mRNA表达,增加抗炎因子的表达,且Que-EVs的效果更为明显。巨噬细胞在炎症调节中起着重要作用,分为促炎的M1型和抗炎的M2型。实验发现,EVs和Que-EVs能抑制M1型巨噬细胞极化,促进M2型巨噬细胞极化,从而减轻炎症,Que-EVs的作用更强。

图2. Que-EVs促进LPS处理的RAW264.7细胞的M2极化并抑制炎症

进一步的机制研究发现,EVs和Que-EVs通过调节GNAS/PI3K/ERK/STAT3信号通路相关蛋白和基因的表达来减轻炎症,Que-EVs对该通路的抑制作用更显著。同时,研究人员还发现miR-136-5p在慢性肝损伤中表达下调,而在Que-EVs中的表达高于普通EVs。miR-136-5p通过靶向抑制GNAS,抑制LPS诱导的RAW264.7细胞炎症和M1型巨噬细胞极化,发挥抗炎作用。

图3. Mir-136-5p在慢性肝损伤中下调

在动物实验中,研究人员通过给小鼠注射四氯化碳(CCl₄)建立了CLD模型,然后将小鼠分为模型组、EV组和Que-EV组,分别给予相应处理。结果显示,EVs和Que-EVs能改善CLD小鼠的肝脏炎症、纤维化程度,降低血清谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)水平,改善肝脏功能,调节巨噬细胞极化,抑制GNAS/PI3K/ERK/STAT3通路相关蛋白和基因的表达,且Que-EVs的治疗效果优于普通EVs。

综上所述,本研究表明Que-EVs通过miR-136-5p抑制GNAS/PI3K/ERK/STAT3信号通路,调节巨噬细胞极化,从而减轻炎症和慢性肝损伤。这意味着用槲皮素预处理BMSCs来获取EVs可能是优化CLD治疗的有效策略,为未来基于EVs的慢性肝病治疗提供了新的思路和方向。不过,研究人员也指出,未来还需要进一步研究Que-EVs是否能通过调节NLRP3炎性小体发挥更广泛的抗炎作用,以更深入地了解其抗炎机制。

参考文献:

Jiang X, Liu Z, You H, et al. Quercetin-primed BMSC-derived extracellular vesicles ameliorate chronic liver damage through miR-136-5p and GNAS/STAT3 signaling pathways. Int Immunopharmacol. 2024;142(Pt B):113162. doi:10.1016/j.intimp.2024.113162

来源:新浪财经

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