اگزوزوم های مشتق از سلول های بنیادی مزانشیمی استخوان از طریق سرکوب کردن فعال سازی آستروسیت های A1 فعال و دارای سمیت عصبی، آسیب نخاعی ترومایی را ترمیم می کند
تاریخ انتشار: شنبه 02 تیر 1397
| امتیاز:
در حال حاضر، پیوند سلول های بنیادی مزانشیمی(MSCs) به عنوان یک استراتژی درمانی موثر برای آسیب طناب نخاعی ترومایی(SCI) در نظر گرفته می شود. با این حال، چندین بحث کلیدی حل نشده باقی مانده است که از جمله آن ها می توان به نرخ بقای پایین، تمایز زدایی سلولی و تشکیل تومور اشاره کرد. مطالعات اخیر نشان داده است که اثرات درمانی سلول های بنیادی پیوند شده در اصل بوسیله اثرات پاراکرینی وساطت می شود. اگزوزوم ها فاکتور پاراکرین مهمی هستند که می توانند به عنوان یک عامل درمانی مستقیم مورد استفاده قرار گیرند. با این حال، گزارش های اندکی در مورد کاربرد اگزوزوم های مشتق از MSCهای مغز استخوان(BMSCs-Exos) در درمان آسیب نخاعی وجود دارد. در این مطالعه ما نشان دادیم که بعد از آسیب نخاعی استفاده از BMSCs-Exosها ویژگی های پیش رگزایی را افزایش می دهند، آپوپتوز سلول های عصبی را کاهش می دهند، تشکیل اسکار گلیالی را سرکوب می کنند، اندازه جایگاه آسیب را کاهش می دهند، التهاب را سرکوب می کنند، بازسازی آکسونی را پیش می برند و در نهایت ریکاوری رفتاری عملکردی را بهبود می بخشد. به طور خلاصه، اندازه آسیب تقریبا 60 درصد کاهش یافت، آپوپتوز عصبی تا 70 درصد کاهش یافت، تشکیل اسکار گلیالی تقریبا 75 درصد کاهش یافت، میانگین تراکم عروق خونی تقریبا 60 درصد افزایش یافت و بازسازی آکسونی تا تقریبا 80 درصد در سنجش های عملکردی آزمایشگاهی افزایش داشت، هم چنین ما ثابت کردیم که تیمار با BMSCs-Exosها، به طور قابل توجهی تکثیر، تهاجم و تشکیل لوله های رگزا را تقویت کرد و آپوپتوز سلول های عصبی را کاهش داد و آزادسازی اکسید نیتریک در میکروگلیاها را سرکوب کرد. علاوه براین، مطالعه ما نشان داد که استفاده از BMSCs-Exosها التهاب بعد از آسیب نخاعی ترومایی را به طور موثری سرکوب می کند و فعال سازی آستروسیت های نوروتوکسیک A1 را سرکوب می کند. در مجموع، مطالعه ما نشان داد که به کار گیری BMSCs-Exosها ممکن است استراتژی امیدوار کنندده ای برای آسیب نخاعی ترومایی باشد.
J Neurotrauma. 2018 May 31. doi: 10.1089/neu.2018.5835. [Epub ahead of print]
Exosomes derived from bone mesenchymal stem cells repair traumatic spinal cord injury via suppressing the activation of A1 neurotoxic reactive astrocytes.
Liu W1, Wang Y2, Gong F3, Rong Y4, Luo Y5, Tang P6, Zhou Z7, Zhou Z8, Xu T9, Jiang T10, Yang S11, Yin G12, Chen J13, Fan J14, Cai W15.
Abstract
Mesenchymal stem cell (MSC) transplantation is now considered as an effective treatment strategy for traumatic spinal cord injury (SCI). However, several key issues remain unresolved, including low survival rates, cell dedifferentiation, and tumor formation. Recent studies have demonstrated that the therapeutic effect of transplanted stem cells is primarily paracrine-mediated. Exosomes are an important paracrine factor that can be used as a direct therapeutic agent. However, there are few reports on the application of exosomes derived from bone MSCs (BMSCs-Exos) in treating SCI. In this study, we demonstrated that BMSCs-Exos possessed robust pro-angiogenic properties, attenuated neuronal cells apoptosis, suppressed glial scar formation, attenuated lesion size, suppressed inflammation, promoted axonal regeneration, and eventually improved functional behavioral recovery effects after traumatic SCI. Briefly, the lesion size was decreased by nearly 60%, the neuronal apoptosis was attenuated by nearly 70%, the glial scar formation was reduced by nearly 75%, the average blood vessel density was increased by nearly 60% and the axonal regeneration was increased by almost 80% at day 28 after SCI in the BMSC-Exos group compared with the control group. Using a series of in vitro functional assays, we also confirmed that treatment with BSMCs-Exos significantly enhanced human umbilical vein endothelial cell proliferation, migration, and angiogenic tubule formation, attenuated neuronal cells apoptosis, and suppressed nitric oxide release in microglia. Moreover, our study demonstrated that, administration of BMSCs-Exos suppressed inflammation efficiently after traumatic SCI and suppressed the activation of A1 neurotoxic reactive astrocytes. In conclusion, our study suggested that the application of BMSCs-Exos may be a promising strategy for traumatic SCI.
PMID: 29848167