اگزوزوم های مشتق از سلول های بنیادی مزانشیمی چربی انسانی بیش بیان کنندهmiR-375 بازسازی استخوانی را افزایش می دهد
تاریخ انتشار: جمعه 22 شهریور 1398
| امتیاز:
اهداف:
مطالعه حاضر در صدد بررسی این امر است که آیا اگزوزوم های مشتق از سلول های بنیادی مزانشیمی چربی انسانی بیش بیان کننده miR-375 می توانند بازسازی استخوانی را تقویت کنند یا خیر.
مواد و روش ها:
اگزوزوم های غنی شده از miR-375 یا Exo-miR-375 از hASCs که به طور دائم miR-375 را بیان می کردند بعد از ترانسفکشن لنتی ویروسی تولید شدند و از طریق میکروسکوپ الکترونی گذاره(TEM)، nanosightو وسترن بلات مورد شناسایی قرار گرفتند. کارایی ساخت Exo-miR-375 بوسیله qRT-PCR ارزیابی شد و این محصول برای بهینه سازی دوز موثره با سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان انسانی انکوبه شدند. سپس، قابلیت استخوان زایی Exo-miR-375 با سنجش های ALPو ARS سنجیده شد. علاوه براین، سنجش گزارشگر لوسیفرازی دو گانه و وسترن بلات برای نشان دادن مکانیسم عمل miR-375 در تنظیم استخوان زایی انجام گرفت. در نهایت، Exo-miR-375 درون یک هیدروژل قالب گیری شده و برای یک مدل رتی نقص جمجمه ای مورد استفاده قرار گرفت و آنالیز میکرو سی تی و ارزیابی های بافتی برای ارزیابی اثر درمانی Exo-miR-375در بازسازی استخوانی انجام پذیرفت.
نتایج:
miR-375 می تواند در بوسیله بیش بیان شدن در سلول های والدی در اگزوزوم ها غنی سازی شود. استفاده از Exo-miR-375 در دوز 50 میکروگرم/میلی لیتر تمایز استخوانی hBMSCs را بهبود بخشید. با جذب شدن miR-375 بوسیله hBMSCs، فاکتور رشد شبه انسولین متصل شونده به پروتئین 3(IGFBP3) بوسیله متصل شدن به 3’UTR مهار شد و پروتئین IGFBP3 نوترکیب اثرات استخوان زایی شروع شده با Exo-miR-375 را کاهش داد. بعد از تلفیق با هیدروژل، Exo-miR-375 یک آزادسازی آهسته و کنترل شده را نشان داد و آنالیزهای درون تنی بیشتر نشان داد که Exo-miR-375 ظرفیت بازسازی استخوانی را در مدل رتی نقص جمجمه ای تقویت کرد.
جمع بندی:
در مجموع، مطالعه ما نشان داد که اگزوزوم های مشتق از hASCsهای بیش بیان کننده miR-375 بازسازی استخوانی را افزایش دادند.
Cell Prolif. 2019 Aug 5:e12669. doi: 10.1111/cpr.12669. [Epub ahead of print]
Exosomes derived from miR-375-overexpressing human adipose mesenchymal stem cells promote bone regeneration.
Chen S1, Tang Y2, Liu Y1,3,4, Zhang P1,3,4, Lv L1,3,4, Zhang X1,3,4, Jia L4,5, Zhou Y1,3,4.
Abstract
OBJECTIVES:
The present study aimed to investigate whether exosomes derived from miR-375-overexpressing human adipose mesenchymal stem cells (hASCs) could enhance bone regeneration.
MATERIALS AND METHODS:
Exosomes enriched with miR-375 (Exo [miR-375]) were generated from hASCs stably overexpressing miR-375 after lentiviral transfection and identified with transmission electron microscopy, nanosight and western blotting. The construction efficiency of Exo (miR-375) was evaluated with qRT-PCR and incubated with human bone marrow mesenchymal stem cells (hBMSCs) to optimize the effective dosage. Then, the osteogenic capability of Exo (miR-375) was investigated with ALP and ARS assays. Furthermore, dual-luciferase reporter assay and western blotting were conducted to reveal the underlying mechanism of miR-375 in osteogenic regulation. Finally, Exo (miR-375) were embedded with hydrogel and applied to a rat model of calvarial defect, and μ-CT analysis and histological examination were conducted to evaluate the therapeutic effects of Exo (miR-375) in bone regeneration.
RESULTS:
miR-375 could be enriched in exosomes by overexpressing in the parent cells. Administration of Exo (miR-375) at 50 μg/mL improved the osteogenic differentiation of hBMSCs. With miR-375 absorbed by hBMSCs, insulin-like growth factor binding protein 3 (IGFBP3) was inhibited by binding to its 3'UTR, and recombinant IGFBP3 protein reduced the osteogenic effects triggered by Exo (miR-375). After incorporated with hydrogel, Exo (miR-375) displayed a slow and controlled release, and further in vivo analysis demonstrated that Exo (miR-375) enhanced the bone regenerative capacity in a rat model of calvarial defect.
CONCLUSIONS:
Taken together, our study demonstrated that exosomes derived from miR-375-overexpressing hASCs promoted bone regeneration.
PMID: 31380594