过表达GATA-4小鼠骨髓间充质干细胞通过分泌外泌体增强其抗凋亡能力的研究

摘要

目的 探讨过表达GATA-4小鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)是否通过分泌外泌体(Exosome)增强其细胞抗凋亡能力,进而提高心肌梗死后心功能.方法 2017年1—12月选取健康4周龄SPF级C57BL/6小鼠45只,通过慢病毒载体GV308携带GATA-4转染小鼠BMSCs构建过表达GATA-4小鼠BMSCs并加入基因开启剂强力霉素(DOX),而后采用ExoQuick-TC提取BMSCs分泌的Exosome,并检测Exosome纯度、电镜下观察其形态.体外实验:与过表达GATA-4 BMSCs分泌的Exosome共同培养的心肌细胞为A组(体外),与空载体BMSCs分泌的Exosome共同培养的心肌细胞为B组(体外),与BMSCs分泌的Exosome共同培养的心肌细胞为C组(体外),低氧(1％)无血清条件下培养的心肌细胞为D组(体外),正常条件下单独培养的心肌细胞为E组(体外),各组均培养48 h,后采用流式细胞术检测各组心肌细胞凋亡率,采用Western blotting法检测Caspase-3、Caspase-8、Caspase-9、细胞色素C表达水平.体内实验:选取12只小鼠建立心机梗死模型,造模成功48 h后经尾静脉注射80000μg的Exosome,其中A组(体内)注射过表达GATA-4 BMSCs分泌的Exosome,B组(体内)注射空载体BMSCs分泌的Exosome,C组(体内)注射BMSCs分泌的Exosome,另取3只心肌梗死未处理小鼠作为D组(体内),3只正常小鼠作为E组(体内).于注射Exosome后48 h采用心脏超声仪(PHILIPS EPIQ7C)评估各组小鼠心功能.完成心脏彩超后采用原位免疫组化法评估心肌梗死小鼠心脏凋亡细胞数量.结果 Exosome表达量为0.2725,Exosome纯度为5.25×108个,电镜可见Exosome大小40～100 nm.A组(体外)细胞凋亡率低于B组(体外)、C组(体外)、D组(体外),但高于E组(体外)(P<0.05).A组(体外)Caspase 8、细胞色素C表达水平低于B组(体外)、C组(体外)、D组(体外)及E组(体外)(P<0.05).A组(体内)小鼠射血分数(EF)、环比收缩(FS)前后差值高于B组(体内)、C组(体内)、D组(体内)及E组(体内)(P<0.05).A组(体内)小鼠心肌细胞凋亡细胞数量高于E组(体内),而低于B组(体内)、C组(体内)、D组(体内)(P<0.05).结论 过表达GATA-4 BMSCs分泌的Exosome可以通过增强BMSCs抗凋亡能力,进而有效改善心肌梗死后小鼠的心功能.