糖氧缺失条件下星形胶质细胞外泌体对HUVEC细胞表达血管生成相关蛋白因子及其成管能力的影响

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目的:  探索氧糖剥夺条件下星形胶质细胞外泌体对人脐静脉内皮细胞(HUVEC)表达血管生成相关蛋白因子及其成管能力的影响;并利用新一代高通量illumina MiSeq 测序技术对星形胶质细胞在不同条件下释放的外泌体携带的miRNA构建差异文库,筛选出阳性差异miRNAs 并预测其差异调控靶基因,明确其调控靶基因的功能及其涉及的信号代谢通路。  方法:  1. 利用六孔板小室嵌套结构特点构建星形胶质细胞与HUVECs细胞共同培养模型。共同培养模型中的细胞做糖氧缺失4 h(OGD)与糖氧缺失/再灌注24 h(OGD/R)处理。利用western bolt 检测血管细胞粘附分子-1(VCAM-1)和血管内皮细胞生长因子(VEGF)的表达水平;  2. 共同培养细胞模型分别做糖氧缺失4 h ( OGD )与糖氧缺失/再灌注24 h (OGD/R)处理后,通过管腔形成实验观察脐静脉内皮细胞微小血管形成;  3. 利用超速离心法收集星形胶质细胞分泌的外泌体,通过透射电镜(TEM)来检测外泌体形态,通过 western blot与流式细胞术检测外泌体标志蛋白TSG101、CD81、CD63进行检测;  4. 星形胶质细胞源性外泌体作用于HUVECs细胞,利用western blot技术检测HUVECs细胞VCAM-1及VEGF蛋白表达水平变化;  5. 收集糖氧缺失4 h(OGD4 h)处理后星形胶质细胞分泌的外泌体,利用western blot 技术,对外泌体是否携带VCAM-1及VEGF蛋白进行检测;  6. 分别收集去外泌体血清培养24 h后的星形胶质细胞源性外泌体(CON),糖氧缺失4 h(OGD)处理的星形胶质细胞源性外泌体、糖氧缺失/再灌注24 h(OGD/R)处理的星形胶质细胞源性外泌体,进行高通量illumina MiSeq 测序,然后对测序结果进行生物信息学分析,筛选出一批符合标准的、高丰度阳性差异(P≤0.05)miRNAs。  结果:  1. 糖氧缺失4 h(OGD)后,共同培养模型中脐静脉内皮细胞VCAM-1蛋白表达含量上调。糖氧缺失/再灌注24 h(OGD/R)后,共同培养模型中脐静脉内皮细胞VEGF蛋白表达含量下降。  2. 在糖氧缺失4 h(OGD)后,共同培养模型中脐静脉内皮细胞血管形成能力有所增加,而在糖氧缺失/再灌注24 h(OGD/R)后,共同培养模型中脐静脉内皮细胞血管形成能力反而降低。  3. 通过透射电镜(TEM)技术与western blot技术,验证星形胶质细胞释放外泌体到细胞外基质中,外泌体表面标记分子CD63,CD81检测到阳性比例分别为67.6%、82.2%。  4. 星形胶质细胞源性外泌体影响脐静脉内皮细胞VCAM-1蛋白与VEGF蛋白表达,并且外泌体可以携带VCAM-1蛋白运输到细胞外基质中。  5. 高通量illumina MiSeq 测序产生的valid reads 分别为2.09×106 (CON)、8.52×106 (OGD)、1.80×106(OGD/R)的数据量,共获得242 条阳性差异miRNAs。经生物学信息分析获得18条高丰度阳性差异miRNAs 并预测其差异靶基因的功能主要富集在癌症调节、信号和能量传导及脂肪酸代谢等通路上。  结论:  1. 星形胶质细胞来源的外泌体影响HUVECs细胞表达血管生成相关蛋白因子及成管能力。  2. 利用新一代illumina MiSeq 高通量测序技术完成了星形胶质细胞源性外泌体的miRNAs 组学测序,共获得242 条阳性差异miRNAs,经生物学信息分析获得18 条高丰度阳性差异miRNAs 并预测其差异靶基因的功能主要富集在癌症调节、信号和能量传导及脂肪酸代谢等通路上。
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