低氧条件下M2型巨噬细胞外泌体对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响机制

摘要

目的 探究低氧条件下M2型巨噬细胞外泌体对骨髓间充质干细胞（BMSCs）成骨分化的影响机制。方法 将鼠源性巨噬细胞系（RAW264.7）与鼠源性BMSCs系CP-M131细胞培养至第3代，用白细胞介素-4诱导巨噬细胞极化为M2型巨噬细胞，提取并鉴定常氧与低氧培养条件下M2型巨噬细胞的外泌体。将CP-M131细胞分为PBS组、N-M2 exo组与H-M2 exo组，分别与PBS、90 ng/mL N-M2 exo及90 ng/mL H-M2 exo共孵育72 h。孵育结束后，通过免疫荧光观察BMSCs系CP-M131细胞对不同氧气条件下M2型巨噬细胞外泌体的摄取情况。采用实时荧光定量聚合酶链反应（qRT-PCR）与Western blotting检测BMSCs中摄取不同实验组外泌体后骨形态发生蛋白-2(BMP-2)、碱性磷酸酶（ALP）、成骨特异性转录因子（Runx）基因和蛋白表达，以及细胞外调节蛋白激酶（ERK）、磷酸化ERK(p-ERK)的蛋白表达。采用ALP染色评估不同氧气条件M2型巨噬细胞外泌体对BMSCs成骨能力的影响。结果 成功诱导巨噬细胞极化为M2型巨噬细胞，且提取到不同处理组的外泌体。qRT-PCR和Western blotting结果表明，与N-M2 exo组比较，H-M2 exo组的CP-M131细胞BMP-2、ALP、Runx基因和蛋白表达均上调（P <0.05）;H-M2 exo组的ERK与p-ERK蛋白表达均上调（P <0.05）。ALP染色观察到低氧条件下M2型巨噬细胞外泌体促进CP-M131细胞成骨分化。结论 低氧条件下M2型巨噬细胞外泌体可以促进BMSCs成骨分化。

关键词

骨髓间充质干细胞 / M2型巨噬细胞 / 外泌体 / 骨分化 / 氧条件

基金资助

国家自然科学基金（No:82160356,No:82160218）; 青年科技拔尖人才项目（No:2022TSYCCX0100）; 省部共建中亚高发病成因与防治国家重点实验室项目（No:SKL-HIDCA-2024-GX1）