K562来源的外泌体对骨髓间充质干细胞造血和成骨基因表达的影响

摘要

目的探讨K562细胞来源的外泌体(EXO)对骨髓间充质干细胞(BMMSCs)支持造血和成骨分化相关因子表达的影响。方法利用超速离心法提取K562细胞培养上清中的EXO并进行鉴定。在体外,诱导BMMSCs的成骨分化,根据是否加入EXO分为3组:BMMSCs+PBS、BMMSCs+EXO(25μg/mL)、BMMSCs+EXO(50μg/mL)。qRT-PCR和Western blot检测BMMSCs中支持造血和成骨基因的表达,ELISA测定碱性磷酸酶(ALP)活性和细胞基质钙含量。多时间点间比较采用重复测量方差分析,多组间差异采用ANOVA分析,组间两两比较采用Tukey's test检验。结果三组各时间点CXC型趋化因子配体12(CXCL12)、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、白细胞介素-6(IL-6)、Runt相关转录因子2(RUNX2)、碱性磷酸酶(ALP)和Ⅰ型胶原酶(ColⅠ)mRNA表达及ALP活性和细胞基质钙含量行重复测量方法分析发现,时间点间、组间、组间×时间点间差异均有统计学意义(P<0.05);与BMMSCs+PBS相比,BMMSCs+EXO(25、50μg/mL)组在第1、3、7天的CXCL12、GM-CSF、RUNX2、ALP和ColⅠmRNA水平下调,IL-6 mRNA水平上调,差异有统计学意义(P<0.05)。与BMMSCs+EXO(25μg/mL)组相比,BMMSCs+EXO(50μg/mL)组CXCL12(3 d:0.42±0.11比0.26±0.12,7 d:0.39±0.11比0.24±0.10)、RUNX2(3 d:0.24±0.10比0.10±0.03)和ColⅠmRNA水平(1 d:0.74±0.19比0.58±0.20,7 d:0.12±0.16比0.08±0.16)下调,IL-6 mRNA水平(1 d:1.36±0.54比2.14±0.42,3 d:2.46±0.47比3.30±0.42,7 d:3.62±0.49比4.30±0.48)上调,差异有统计学意义(P<0.05)。Western blot发现,与BMMSCs+PBS相比,BMMSCs+EXO(25、50μg/mL)组CXCL12(1.00比0.54±0.10、0.32±0.08)、GM-CSF(1.00比0.46±0.12、0.42±0.03)、RUNX2(1.00比0.57±0.12、0.45±0.23)、ALP(1.00比0.46±0.06、0.35±0.23)和ColⅠ表达(1.00比0.74±0.15、0.53±0.23)降低,IL-6表达(1.00比5.24±0.25、10.27±0.13)增加,差异有统计学意义(P<0.05)。与BMMSCs+EXO(25μg/mL)组相比,BMMSCs+EXO(50μg/mL)组CXCL12表达(0.54±0.10比0.32±0.08)降低,IL-6表达(5.24±0.25比10.27±0.13)增加,差异有统计学意义(P均<0.05)。此外,与BMMSCs+PBS组相比,BMMSCs+EXO(25、50μg/mL)组ALP活性(7 d:1.75±0.58比0.72±0.18、0.58±0.16,14 d:2.78±0.75比1.50±0.32、0.83±0.30)和细胞基质钙含量(14 d:2.73±0.68比1.43±0.42、0.85±0.40)降低,差异有统计学意义(P<0.05)。结论K562细胞来源的EXO影响BMMSCs支持造血和成骨相关因子的表达,抑制了BMMSCs的成骨分化,并且有可能影响其支持造血功能。