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关键词： 间充质干细胞   外泌体   结直肠癌   化疗   机制   潜在靶点   载体   工程化干细胞   综述  

摘要： 背景:目前结直肠癌的治疗方法包括手术切除、化疗等,但是手术并发症多、化疗后期具有耐药性等原因都使得患者的后续生活质量不能得到提高。目的:综述间充质干细胞衍生外泌体治疗结直肠癌的作用机制、最新进展及目前存在的问题。方法:计算机检索PubMed数据库、中国知网、万方数据库收录的相关文献。英文检索词为“mesenchymal stem cells exosomes,colorectal cancer,chemotherapy,treatment”,中文检索词为“间充质干细胞外泌体,结直肠癌,化疗,治疗”,最终纳入96篇文献进行分析。结果与结论:(1)间充质干细胞衍生外泌体主要通过自身携带的微小RNA及长链非编码RNA以介导不同的信号通路,在结直肠癌中发挥不同作用;(2)间充质干细胞衍生外泌体具有高稳定性、高生物相容性的特点,可作为治疗药物的优秀载体;(3)间充质干细胞衍生外泌体对不同种类的化疗药物的耐药性具有不同的作用。

关键词： 星形胶质细胞   中枢神经系统   少突胶质细胞前体细胞   少突胶质细胞   髓鞘再生   髓鞘碎片   神经营养因子   细胞外基质   胆固醇   机制  

摘要： 背景:中枢神经系统髓鞘再生是由脱髓鞘事件触发的基本修复过程,主要通过少突胶质细胞前体细胞增殖、迁移并向少突胶质细胞分化进而再生髓鞘。髓鞘再生过程受到多种因素如星形胶质细胞、髓鞘碎片、小胶质细胞、巨噬细胞、内皮细胞、周细胞、T细胞以及年龄等的影响。目的:星形胶质细胞在中枢神经系统发挥着调节突触活动、营养支持及组织修复等重要作用。文章通过综述星形胶质细胞在髓鞘再生过程中的作用,旨在为中枢神经系统脱髓鞘疾病提供潜在的治疗靶点。方法:检索2014-2024年在中国知网、PubMed和Web of Science数据库收录的文献,中文检索词:“星形胶质细胞,少突胶质细胞前体细胞,髓鞘再生”,英文检索词:“Astrocyte OR Astroglia*,Oligodendrocyte Precursor Cell*,Remyelination”,经筛选后提取66篇文献进行综述。结果与结论:(1)以多发性硬化为代表的脱髓鞘疾病的治疗主要是疾病修饰疗法,尚无可用的促进髓鞘再生的方法,因此,探索髓鞘再生相关靶点以促进髓鞘再生是十分必要的。(2)髓鞘再生是由少突胶质细胞前体细胞增殖、迁移、分化、成熟为少突胶质细胞,后者产生髓磷脂包裹轴突以形成髓鞘的过程。(3)星形胶质细胞通过吞噬髓鞘碎片、参与炎性反应、向少突胶质细胞谱系细胞转分化、为少突胶质细胞谱系细胞供能、释放神经营养因子、分泌细胞外基质成分等调节髓鞘再生。(4)文章所归纳的药物是以星形胶质细胞及其衍生因子作为干预靶点调控髓鞘再生,部分药物效果尚可,但其有效性及安全性仍需更多的基础研究及临床试验来验证。(5)星形胶质细胞在髓鞘再生过程中的作用机制尚未完全阐明,相关的分子靶点及信号通路有待进一步研究。

关键词： 脊髓损伤   人脐带间充质干细胞   小胶质细胞   外泌体   炎症   神经内镜   工程化干细胞  

摘要： 背景:研究发现,人脐带间充质干细胞来源外泌体可以有效促进脊髓损伤的神经修复。目的:探讨人脐带间充质干细胞来源外泌体是否可以通过促进小胶质细胞向M2型极化减轻神经炎症促进脊髓损伤大鼠运动功能恢复。方法:将48只SD大鼠随机分为假手术组、模型组和外泌体组(n=16),采用改良Allen法建立大鼠脊髓损伤模型。外泌体组在损伤后24 h通过神经内镜鞘内注射20μL人脐带间充质干细胞来源外泌体。在造模后3,7,14,21 d,采用BBB评分法结合Rivlin斜板实验评估大鼠后肢运动功能的恢复情况,采用苏木精-伊红染色和尼氏染色检测脊髓组织损伤情况,Western blot检测脊髓组织中脑源性神经营养因子和血管内皮生长因子A蛋白表达水平,免疫荧光法检测脊髓组织中M1型标志物(诱导型一氧化氮合酶)与M2型标志物(精氨酸酶1)的表达比例,qRT-PCR和Western blot检测脊髓组织中诱导型一氧化氮合酶与精氨酸酶1的表达水平,ELISA法检测脊髓组织中促炎因子(肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β和白细胞介素6)和抑炎因子(白细胞介素10)水平。结果与结论:(1)术后3,7,14 d,外泌体组BBB评分均高于模型组(P<0.05),术后7,14 d时外泌体组Rivlin斜板实验角度均显著高于模型组(P<0.05),苏木精-伊红染色和尼氏染色结果显示外泌体组相比于模型组脊髓组织的神经损伤减轻,术后7 d时外泌体组脑源性神经营养因子和血管内皮生长因子A表达较模型组增加(P<0.05);(2)免疫荧光实验结果显示,与模型组相比,外泌体组术后第7天病变区域的诱导型一氧化氮合酶阳性小胶质细胞明显减少,而精氨酸酶1阳性小胶质细胞明显增多(P<0.05);qRT-PCR和Western blot也证实了免疫荧光实验结果;(3)外泌体组脊髓组织中促炎因子肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β和白细胞介素6分泌量较模型组减少(P<0.05),而抑炎因子白细胞介素10分泌量较模型组增加(P<0.05)。结果表明:人脐带间充质干细胞来源外泌体可以促进小胶质细胞M1型向M2型极化,减少了促炎因子的释放,从而减轻脊髓损伤中神经炎症的继发性损害。

关键词： 急性心肌梗死   中性粒细胞   生物标志物   差异分析   WGCNA   机器学习算法   免疫浸润分析   S100A12   PTCH1   LOC400499  

摘要： 背景:精确的早期诊断和及时的再灌注治疗是挽救急性心肌梗死患者的生命并改善预后的重要前提条件。因此,寻找能够早期诊断急性心肌梗死的理想生物标志物尤为重要。目的:拟通过生物信息学和机器学习分析急性心肌梗死与中性粒细胞相关的关键基因,以探寻新的生物标志物。方法:基于GEO数据库和limma包鉴定急性心肌梗死的差异表达基因。使用反卷积算法探究免疫细胞浸润情况,然后结合加权基因共表达网络分析(Weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)、蛋白互作网络和机器学习筛选急性心肌梗死与中性粒细胞相关的特征基因,并进行功能富集分析。用ROC曲线评估特征基因对急性心肌梗死的诊断价值。通过STITCH和Herb数据库筛查生物标志物的靶向药物。最后将在2023年3-6月于贵州医科大学附属医院心内科首次诊断为急性心肌梗死的住院患者作为实验组,同期心电图无缺血性改变、冠状动脉造影无狭窄的住院患者作为对照组,收集两组患者外周血,通过RT-qPCR验证基因在人外周血样本中的相对表达量。结果与结论:(1)共获得差异表达基因2 349个,免疫浸润分析发现B cells memory,NK cells resting和Neutrophils等免疫细胞评分在疾病和正常组之间存在差异;(2)使用WGCNA发现ME green和ME turquoise这两个基因模块与中性粒细胞与急性心肌梗死表现出最高的相关性;(3)与差异表达基因相交后获得24个差异模块基因,功能富集分析发现其与先天免疫反应、细菌的防御反应等多种过程相关;KEGG结果显示其主要与肿瘤坏死因子信号通路有关。(4)机器学习算法挖掘到的基因取交集后得到的特征基因为S100A12,PTCH1和LOC400499,在GSE48060和GSE66360数据集中的ROC曲线下面积均大于0.7,将其视为潜在的生物标志物。(5)基于STITCH和Herb数据库发现S100A12有11种靶向药物,PTCH1共发现6种靶向药物。(6)RT-qPCR结果显示,与对照组相比,急性心肌梗死患者中S100A12,PTCH1和LOC400499表达具有显著差异性(P<0.05)。(7)S100A12,PTCH1和LOC400499可能是急性心肌梗死潜在的诊断生物标志物,但是其与急性心肌梗死相关的特异性尚需进一步研究,其中S100A12可能是调控急性心肌梗死的潜在靶点。

关键词： 缺血缺氧脑病   促红细胞生成素   脐带间充质干细胞   长链非编码RNA   基因修饰   XIST   miR-124-3p   GRIN1   工程化干细胞  

摘要： 背景:长链非编码RNA(LncRNA)在神经系统发育及神经性疾病中扮演着重要角色,课题组前期研究证明了缺血缺氧环境下过表达促红细胞生成素的人脐带间充质干细胞(EPO-MSCs)具有更好的神经保护功能,且显著激活了LncRNA XIST的表达。研究表明XIST与缺血缺氧脑病的发病机制有关,但其受EPO-MSCs调控进而保护缺血缺氧神经元的作用和机制尚不清楚。目的:探讨LncRNA XIST响应EPO-MSCs信号对缺血缺氧SH-SY5Y细胞凋亡影响的新机制。方法:(1)通过慢病毒转染构建敲低LncRNA XIST(sh-XIST)和阴性对照(NC-XIST)SH-SY5Y细胞株,采用氧-葡萄糖剥夺诱导细胞缺氧缺血损伤,使用Transwell小室构建EPO-MSCs和sh-XIST、NC-XIST缺血缺氧SH-SY5Y细胞非接触共培养体系,使用CCK-8方法检测SH-SY5Y细胞的增殖能力,使用细胞划痕实验检测SH-SY5Y细胞的迁移能力,使用流式细胞仪检测SH-SY5Y细胞凋亡情况。(2)RNA-seq生信分析筛选sh-XIST与NC-XIST细胞株差异表达基因和通路,利用双荧光素酶实验验证miR-124-3p与靶基因XIST和GRIN1之间的关系,通过qRT-PCR验证下游miR-124-3p、GRIN1基因的表达水平。(3)加入miR-124-3p抑制剂和模拟物验证缺血缺氧并与EPO-MSCs共培养后SH-SY5Y的表型变化。结果与结论:(1)与NC-XIST组相比,sh-XIST组SH-SY5Y细胞缺血缺氧损伤并与EPO-MSCs共培养后的增殖和迁移能力下降,细胞凋亡增加。(2)双荧光素酶实验结果显示,miR-124-3p与其靶基因XIST之间存在相互作用。在缺血缺氧条件下,转染miR-124-3p mimics的SH-SY5Y细胞在与EPO-MSCs共培养后表现出细胞凋亡减少的情况;相反,当SH-SY5Y细胞转染miR-124-3p inhibitor时,在相同的缺血缺氧条件及与EPO-MSCs共培养的情况下,细胞凋亡则显著增加。(3)通过对sh-XIST进行转录组测序和生物信息学分析筛选得到显著下调的神经活性配体-受体通路及中枢神经系统发育关键受体基因GRIN1。(4)双荧光素酶实验结果显示,miR-124-3p与GRIN1相互作用,与NC-XIST组相比,缺血缺氧后sh-XIST组SH-SY5Y细胞GRIN1表达显著下调。结果表明,LncRNA XIST通过上调miR-124-3p从而促进GRIN1表达,进而减少缺血缺氧并与EPO-MSCs共培养SH-SY5Y细胞凋亡,增强其增殖、迁移能力;sh-XIST可以阻断这一保护功能。

关键词： 外泌体   水凝胶   神经   神经再生   伤口   创面修复   工程化水凝胶材料  

摘要： 背景:在近年的研究中,负载外泌体的水凝胶在组织工程和再生医学领域作为一种新兴的治疗策略引起了广泛关注,被认为是治疗神经再生及创面修复的有希望的手段。目的:综述了负载外泌体的水凝胶在神经再生及创面修复中的应用进展,为未来进一步研究和临床应用提供参考和指导。方法:第一作者于2024年5月使用计算机在PubMed及中国知网数据库检索2000年1月至2024年5月发表的相关文献,以“exosome,hydrogel,nerve,nerve regeneration,wound,wound healing”为英文检索词,以“外泌体,水凝胶,神经,神经再生,伤口,创面修复”为中文检索词,最终纳入66篇文献进行分析。结果与结论:①负载外泌体的水凝胶在神经修复中通过发挥抗炎、抗氧化和促进轴突与髓鞘再生作用,为神经再生提供了一条有前途的途径。②负载外泌体的水凝胶通过发挥抑制炎症及氧化应激水平,加速皮肤细胞增殖和迁移、胶原蛋白表达及促进血管形成,显著加速创面的愈合过程,提高愈合质量。③负载外泌体的水凝胶对神经再生及创面修复中的作用研究,还仅限于细胞及动物实验,并未涉及临床,未来仍需要进行更多的机制研究、安全性评价和补充相关临床试验。

关键词： 骨髓间充质干细胞   颌骨   髂骨   成骨分化   HOXA10   颅颌面骨修复   生物支架   工程化干细胞  

摘要： 背景:自体骨或人工骨移植在临床上已广泛应用于颌面骨缺损修复,但这些方法仍存在成骨效果不佳等问题。骨髓间充质干细胞在骨形成过程中发挥关键作用,其中,外胚层来源的颌骨骨髓间充质干细胞与中胚层来源的髂骨骨髓间充质干细胞相比,具有更强的增殖和成骨分化能力,阐明其中的关键机制,有望为颅颌面骨缺损修复提供新策略。目的:比较人颌骨骨髓间充质干细胞与髂骨骨髓间充质干细胞的生物学差异,并找出其中的关键调节基因。方法:(1)收集3例牙槽突裂患者的颌骨和髂骨,分离培养出原代骨髓间充质干细胞,通过集落形成实验检测细胞增殖能力,β-半乳糖苷酶染色检测细胞衰老情况,Western blot检测衰老和成骨相关蛋白表达,成骨诱导液处理后茜素红染色检测成骨能力;(2)对颌骨骨髓间充质干细胞和髂骨骨髓间充质干细胞进行转录组和差异基因表达分析,找到差异表达最大的20个基因,鉴定出关键调控因子;(3)在髂骨骨髓间充质干细胞中敲低HOXA10基因,比较分析髂骨骨髓间充质干细胞自我更新、抗衰老和成骨能力变化;(4)将基因编辑的髂骨骨髓间充质干细胞装入β-磷酸三钙支架中,并植入裸鼠背部皮下,8周后对植入物进行Masson染色和免疫荧光染色,观察成骨能力差异。结果与结论:(1)与髂骨骨髓间充质干细胞相比,颌骨骨髓间充质干细胞具有更强的增殖、抗衰老和成骨分化能力;(2)通过转录组分析,鉴定出HOXA10是髂骨骨髓间充质干细胞中高度上调的核心转录因子;(3)在髂骨骨髓间充质干细胞中敲低HOXA10后,细胞增殖、抗衰老和成骨分化能力显著增强;(4)HOXA10敲低的髂骨骨髓间充质干细胞/β-磷酸三钙植入裸鼠背部皮下后,成骨形成能力更强;(5)上述结果表明,HOXA10是决定骨髓间充质干细胞增殖、抗衰老和成骨分化能力的关键调节基因。HOXA10基因修饰的髂骨骨髓间充质干细胞移植可作为颌面骨缺损修复的潜在应用策略。

关键词： 工程化   细胞外囊泡   外泌体   骨缺损   骨再生   骨修复  

摘要： 背景:近年来细胞外囊泡在骨缺损再生修复领域受到广泛关注。然而,天然细胞外囊泡在持续控释、组织靶向性和载药能力等方面存在不足。因此,引入工程化策略对细胞外囊泡进行改造,提高其治疗效果,成为当前研究的热点。目的:对工程化细胞外囊泡在骨缺损再生修复中的作用和应用进展做一综述。方法:检索PubMed、Web of Science、中国知网和万方数据库中近15年的相关文献,英文检索词为“engineering,extracellular vesicles,exosomes,bone defect,bone regeneration,bone repair”,中文检索词为“工程化,细胞外囊泡,外泌体,骨缺损,骨再生,骨修复”。经过筛选,排除相关性差、陈旧和重复的文献,对最终符合标准的93篇文献进行综述。结果与结论:(1)细胞外囊泡主要是基于密度、大小、免疫亲和力或表面电荷进行分离的,分离后依赖成像技术、基于尺寸测定和计数的技术以及流式细胞术进行表征;(2)细胞外囊泡通过调节免疫、血管生成、靶细胞的增殖与分化来刺激骨再生;(3)细胞外囊泡的工程化策略包括表面修饰和内容物装载2个方面;(4)利用工程化策略向细胞外囊泡引入骨形态发生蛋白2、突变缺氧诱导因子1α、血管内皮生长因子、miRNA和其他生物活性因子可以增强骨缺损再生修复能力。

关键词： 椎间盘退变   氧化应激   抗氧化剂   炎症   凋亡   综述   工程化材料  

摘要： 背景:抗氧化剂能够减轻氧化应激引起的细胞损伤和基质降解,具有保护椎间盘结构和功能的作用,从而延缓椎间盘退变的发生与发展。目的:综述抗氧化剂在椎间盘退变治疗中的研究现状。方法:由第一作者检索中国知网、PubMed数据库中收录的文章,文献检索时限为各数据库建库至2024年6月,以“椎间盘退变,抗氧化剂,氧化应激,信号通路”为中文检索词,以“antioxidants,oxidative stresses,oxidative DNA damage,intervertebral disc degenerations,degenerative disc disease^(*),disc degeneration^(*),signal pathway”为英文检索词,最终选取符合标准的92篇文献进行综述。结果与结论:①抗氧化剂在椎间盘退变的治疗中具有多重作用,包括减轻氧化应激、抑制炎症反应、促进细胞自噬、抑制细胞凋亡及保护细胞外基质。通过多途径的综合作用,抗氧化剂有望成为椎间盘退变治疗中的重要手段。②纳米水凝胶系统能将抗氧化剂快速稳定地靶向输送至椎间盘内部,提高抗氧化剂的生物利用度。因此,开发纳米水凝胶系统搭载的新型抗氧化剂以及抗氧化剂的联合治疗策略将会是未来研究的重点方向。

关键词： 聚苯乙烯微塑料   前列腺   炎症   纤维化   增生   血管生成   工程化材料  

摘要： 背景:微塑料是一种常见的环境污染物,可对胃肠道、肝肾及生殖系统产生损害,但目前微塑料对前列腺的影响尚不明确。目的:探讨不同电荷修饰聚苯乙烯微塑料对雄性小鼠前列腺组织的影响及机制。方法:采用随机数字表法将48只雄性BALB/c小鼠随机分为对照组、不修饰微塑料组、负电荷微塑料组、正电荷微塑料组,每组12只。对照组小鼠给予ddH_(2)O灌胃,不修饰微塑料组给予未经修饰的聚苯乙烯微塑料灌胃,负电荷微塑料组、正电荷微塑料组分别给予带负电荷的聚苯乙烯微塑料、带正电荷的聚苯乙烯微塑料灌胃,1次/d,连续灌胃4周。每周检测小鼠体质量、饮水及饮食量变化。灌胃结束后,对比各组小鼠前列腺质量、前列腺系数、前列腺组织病理学形态、炎性因子表达、微塑料在小鼠前列腺组织中的蓄积以及缺氧诱导因子1α、血管内皮生长因子的mRNA与蛋白表达。结果与结论:①随着微塑料染毒时间的延长,不修饰微塑料组和正电荷微塑料染毒组小鼠体质量受到明显抑制。②微塑料染毒后可进入小鼠泌尿系统,包括前列腺和膀胱组织,其中正电荷微塑料组小鼠前列腺质量及前列腺系数升高最为显著。③与对照组比较,其他3组小鼠前列腺组织中白细胞介素6、白细胞介素1β、肿瘤坏死因子α的质量浓度与mRNA表达均升高(P<0.05),其中以正电荷微塑料组升高最明显。④苏木精-伊红染色显示,不修饰微塑料组、负电荷微塑料组、正电荷微塑料组小鼠前列腺组织可见明显的前列腺上皮细胞和基质增生、腺泡明显增多及炎性细胞大量浸润。马松和天狼星红染色显示,与对照组比较,其他3组小鼠前列腺组织纤维化明显。免疫组化染色显示,与对照组比较,其他3组小鼠前列腺组织中血管生成均增加(P<0.05)。⑤与对照组比较,其他3组小鼠前列腺组织中缺氧诱导因子1α、血管内皮生长因子的mRNA与蛋白表达均升高(P<0.05),其中负电荷微塑料组、正电荷微塑料组升高更显著。(6)结果表明,聚苯乙烯微塑料可促进小鼠前列腺组织中炎症因子的释放,通过激活缺氧诱导因子1α/血管内皮生长因子信号通路促进前列腺组织的血管生成,为前列腺的增生和纤维化提供营养。