SCAP外泌体通过hsa-piR-15254抑制Th17分化治疗舍格伦综合征的实验研究

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liouwanji
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目的:舍格伦综合征(Sjogren’s syndrome,SS)是一种以唾液腺进行性分泌功能下降和淋巴细胞浸润为主要病理特征的慢性自身免疫性疾病,主要表现为口干、唾液腺及泪腺肿大,可累及或伴发全身多系统免疫性损害,严重影响患者的生活质量。T淋巴细胞大量浸润和功能异常是SS的重要病理机制,其中辅助性T细胞17(T helper 17,Th17)是一类具有促炎作用的T细胞亚群,在SS的发病和进展过程中起着重要作用。间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)因其具有自我更新、多向分化潜能及免疫调节特性为SS提供了新的治疗方向。MSCs来源的外泌体(exosomes derived from MSCs,MSC-Exo)是MSCs分泌的一种纳米级别的膜性囊泡,具有和MSCs相似的免疫调节能力,对SS具有一定的疗效。根尖牙乳头干细胞(stem cells from apical papilla,SCAP)分离提取于年轻恒牙根尖牙乳头,是神经嵴来源的成体干细胞群,体外扩增能力强,来源充足,获取无医源性创伤,尤其在调控T细胞分化中表现出独特的优势。SCAP来源的外泌体(exosomes derived from SCAP,SCAP-Exo)对SS的治疗效果和作用机制尚不清楚。MSC-Exo中的非编码RNA被认为是其发挥功能的主要物质,其中PIWI-interactingRNA(piRNA)是新发现的一类内源性非编码小RNA,可通过靶向结合mRNA的3’UTR区并诱导其降解,进而调控细胞表型与功能,在自身免疫性疾病的发病和T细胞的分化中均具有重要作用。本实验应用SS小鼠模型,通过尾静脉注射SCAP-Exo,观察其对SS小鼠唾液分泌、颌下腺淋巴细胞浸润水平以及外周血和脾脏内Th17细胞比例的影响;并通过体外实验探究SCAP-Exo及其piRNA对Th17分化的调控作用,为牙源性MSC-Exo应用于SS治疗提供理论基础。研究方法:1.分离提取SCAP,采用流式细胞术、成骨和成脂分化实验对其进行鉴定。采用超高速离心法提取SCAP-Exo,通过纳米颗粒跟踪技术和透射电镜对SCAP-Exo的形态及粒径进行分析;Western blot检测外泌体特异性标记蛋白Alix、CD9、CD63及细胞内质网特异性蛋白Calnexin的表达。2.以NOD/Ltj小鼠作为SS动物模型,检测唾液分泌水平并通过HE染色观察颌下腺淋巴细胞浸润程度,对SS小鼠进行鉴定;尾静脉注射SCAP-Exo,检测唾液分泌水平,ELISA检测血清中IL-17A表达水平,流式细胞术检测脾脏及外周血中Th17亚群比例,HE染色观察颌下腺淋巴细胞浸润程度,免疫荧光染色观察颌下腺Th17细胞浸润程度。3.免疫磁珠法分离外周血中CD4+T细胞,并构建CD4+T细胞向Th17分化的诱导体系,分别加入不同浓度的SCAP-Exo(20,40μg/m L),流式细胞术检测Th17细胞比例,ELISA检测细胞上清液中IL-17A表达水平,qRT-PCR检测Th17相关基因IL-17A、IL-21、RORγt的mRNA表达水平。4.以骨髓间充质干细胞来源的外泌体(exosomes derived from bone marrow MSCs,BMMSC-Exo)为对照组,对SCAP-Exo和BMMSC-Exo中的piRNA进行高通量测序,统计、分析piRNA表达谱,并对SCAP-Exo中表达量前四十的piRNA进行靶基因预测和生物信息学分析,筛选与Th17分化相关的piRNA。通过数据分析,选取hsa-piR-15254为目标piRNA,IL-6R为其候选靶基因。5.PKH67荧光标记SCAP-Exo,观察SCAP-Exo被CD4+T细胞胞吞情况;SCAP-Exo处理CD4+T细胞,qRT-PCR检测hsa-piR-15254表达水平;双荧光素酶报告基因活性检测hsa-piR-15254与IL-6R mRNA的靶向结合性;构建hsa-piR-15254 mimics及hsa-piR-15254 inhibitor,并加入CD4+T细胞向Th17分化的诱导体系,流式细胞术检测Th17细胞比例,ELISA检测细胞上清液中IL-17A表达水平,qRT-PCR检测IL-6R、IL-17A、IL-21、RORγt的mRNA表达水平。6.应用SPSS 21.0统计软件,两两比较采用方差分析(LSD-t检验),颌下腺病理评分分级采用秩和检验,P<0.05为差异具有统计学意义。结果:1.SCAP阳性表达间充质干细胞表面标记物CD73、CD90及CD105,不表达造血干细胞表面标记物CD31、CD34、CD45;成脂诱导4周后,可见细胞内脂滴形成;成骨诱导4周后可见矿化结节形成。超高速离心法能够成功从SCAP培养上清中提取SCAP-Exo,粒径大小为30-150 nm,透射电镜下可见SCAP-Exo呈椭圆形杯状囊泡样结构,Western blot显示SCAP-Exo阳性表达Alix、CD9和CD63,而不表达细胞内质网特异性蛋白Calnexin。2.NOD/Ltj小鼠具备SS的病理特征,HE染色可见颌下腺内呈现明显的淋巴细胞浸润灶,唾液分泌量显著低于健康小鼠(P<0.01)。尾静脉注射SCAP-Exo后,SS小鼠唾液分泌水平得到显著改善;HE染色发现颌下腺淋巴细胞浸润团明显减少、缩小,甚至消失;免疫荧光染色发现颌下腺中Th17细胞浸润减少,流式细胞术检测脾脏及外周血中Th17细胞比例下降;ELISA检测血清中IL-17A表达水平降低,且差异均具有统计学意义(P<0.01)。3.免疫磁珠法分离的外周血中CD4+T细胞纯度可达90%以上;20μg/m L、40μg/m L的SCAP-Exo均能抑制CD4+T细胞向Th17分化,细胞上清液中IL-17A浓度及Th17相关基因RORγt、IL-17A、IL-21的mRNA表达水平显著下调;且40μg/m L的SCAP-Exo抑制效果更为明显(P<0.05)。4.高通量测序发现SCAP-Exo中piRNA表达丰富,共发现593种piRNA表达;表达量前四十的piRNA的靶基因与Th17细胞分化相关信号通路呈显著富集关系;其中,hsa-piR-15254在SCAP-Exo中高表达,并且可能靶向抑制Th17细胞分化通路的关键信号IL-6R。故选取hsa-piR-15254作为研究SCAP-Exo调控CD4+T细胞向Th17分化机制的目标piRNA。5.外泌体示踪实验发现荧光标记的SCAP-Exo能够被CD4+T细胞胞吞,并上调CD4+T细胞中hsa-piR-15254的表达;双荧光素酶报告基因检测证实hsa-piR-15254与Th17分化的关键信号IL-6R的mRNA存在靶向结合作用;SCAP-Exo中高表达的hsa-piR-15254可通过靶向结合IL-6R抑制CD4+T细胞向Th17分化,细胞上清液中IL-17A浓度(P<0.05)及Th17相关基因RORγt、IL-17A、IL-21的mRNA表达水平下调(P<0.05)。结论:SCAP-Exo能够改善SS小鼠唾液分泌,减少颌下腺淋巴细胞浸润,降低颌下腺、脾脏以及外周血内Th17细胞亚群比例与血清中IL-17A表达水平;SCAP-Exo能够被CD4+T细胞胞吞并转运hsa-piR-15254,靶向调控IL-6R的表达,抑制CD4+T细胞向Th17分化及Th17相关基因和蛋白表达水平,进而发挥免疫调控作用。
其他文献
目的:重性抑郁障碍(Major depressive disorder,MDD)和双相障碍(Bipolar disorder,BD)是两种致残、致死率较高的情感障碍。当BD以抑郁为首发症状时,两种情感障碍鉴别诊断困难。对MDD患者进行随访可以从主观症状学角度对两种疾病进行早期识别,静息态功能磁共振技术(Resting-state functional MRI,rs-f MRI)则可以从客观角度为两
目的:绝经后骨质疏松症(PMOP)是由卵巢功能下降导致的骨代谢性疾病,主要表现为骨量减少及骨微结构紊乱。近期研究发现肠道菌群与骨代谢之间存在显著相关性。但影响骨代谢的菌种及其调控方式仍然未知。研究发现,人体肠道是除松果体外褪黑素产生的主要场所,胃肠道内褪黑素及其受体表达量是松果体的400倍。肠道内存在一个肠道细菌生态系统,也有自身的生物钟节律,并与宿主节律互相影响。肠道菌群平衡可以促进宿主的机体健
目的:脑出血是指高血压、脑动脉硬化等病因引起的脑血管非外伤性破裂出血,是卒中的一种最常见的亚型。脑出血疾病每年发病率约占卒中总发病率的10%-15%。脑出血能够导致大脑发生一系列急剧的病理性变化,包括血肿压迫效应、脑组织水肿、炎症反应和神经元细胞凋亡等。早期症状的迅速恶化导致脑出血的致残率和致死率都非常高,患者的神经功能受到了严重损害。目前脑出血疾病的临床治疗方案主要是绝对卧床休息、降低颅内压和外
目的:内皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase,e NOS,NOS3)是一氧化氮合酶家族成员之一,是参与细胞内一氧化氮生成的催化酶。近几年的研究结果证实了NOS3在乳腺癌、肠癌、胰腺癌及前列腺癌中参与促进血管生成、肿瘤细胞增殖和侵袭,抑制免疫反应和肿瘤细胞凋亡等。但是,目前关于NOS3在恶性肿瘤中表达情况的研究仍然较少,并且其影响肿瘤发生发展的机制研究
目的:越来越多的证据表明,肿瘤细胞与其周围的肿瘤微环境之间的相互作用对肿瘤的发展有着密不可分的关系。肿瘤细胞与肿瘤微环境中免疫细胞组分的相互作用,成为近年来肿瘤与抗肿瘤免疫研究的热点。随着,研究不断的深入,人们发现,越来越多的在细胞内发挥重要作用的相关蛋白,在细胞外逐渐被学者们关注,并证实在重塑肿瘤微环境中发挥不可或缺作用。因此,探讨细胞内重要相关蛋白的分泌行为及其在肿瘤微环境中的相互作用,对于全
目的:代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MAFLD)是与胰岛素抵抗和遗传易感密切相关的以肝细胞大泡性脂肪变为病理特征的慢性代谢应激性肝脏疾病,疾病谱主要包括非酒精性单纯性脂肪肝、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)及其相关的肝硬化和肝细胞癌(HCC)[1]。随着肥胖的增加,代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MAFLD)目前已成为发展为肝病的焦点问题。在全球,MAFLD发病率逐年升高,其中胰岛素抵抗是肥胖型MAFLD
目的:三阴性乳腺癌(Triple-negative breast cancer,TNBC)约占乳腺癌患者的15-20%,具有疗效差、易发生远处转移等特点。由于TNBC特殊的分子表型,不能从内分泌治疗及抗HER2靶向治疗中获益,化疗仍是目前较为推荐的治疗方法。但化疗也存在复发率高、获得性耐药等问题,使得TNBC患者5年死亡率仍为70%。因此,迫切需要发掘更有效的治疗药物。目前新药研发仍存在周期长、耗
目的:γ-氨基丁酸(GABA)是中枢神经系统重要的抑制性神经递质,参与调节多种神经系统相关疾病的发生发展,但越来越多的证据表明GABA的多种生物学作用尚不能完全用抑制性神经递质解释。组蛋白乙酰化修饰对基因转录调控具有重要的作用,组蛋白乙酰化主要依赖于组蛋白乙酰转移酶和组蛋白去乙酰酶(HDACs)的催化,HDACs催化组蛋白和一些非组蛋白的赖氨酸残基去除乙酰基,进而使组蛋白乙酰化水平升高,抑制相应基
目的:内源性活性氧,以及化学诱变剂等外源性因素导致的DNA损伤负荷,激活机体DNA损伤应答基因,通过协调多层信号级联传导启动DNA损伤反应(DNA damage response,DDR)。核苷酸切除修复系统(nucleotide excision repair,NER)是DDR的关键组成部分,对于保护基因组完整性免受遗传毒性损害至关重要。以顺铂为代表的经典基因毒类药物诱导产生的DNA-加合物,主
研究目的:口腔鳞状细胞癌(Oral Squamous Cell Carcinoma,OSCC)是口腔颌面头颈部最常见的恶性肿瘤,约占90%。近年来随着传统治疗手段如手术治疗、放疗和化疗等的提高,患者的预后得到一定改善,但5年生存率仍约为50%左右。口腔鳞癌患者的死亡原因主要为向远处脏器转移,尤其是肺转移,而传统的治疗手段常常对晚期的肺转移患者没有疗效。因此探讨影响口腔鳞癌肺转移的机制,对于开发新的