负载PGC-1α的sEV^P改善小鼠心肌梗死后心功能

摘要

目的 探究负载过氧化物酶体增殖体激活受体γ共激活因子-1α（peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator-1α,PGC-1α）的小细胞外囊泡（small extracellular vesicle,s EV）对缺氧心肌细胞及小鼠心肌梗死后心功能的影响。方法 对小鼠心肌梗死数据集GSE775和GSE6580中线粒体复合体相关基因和PGC-1α的表达进行差异分析。采用差速离心法提取小鼠骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cell,BMSC）来源的sEV和PGC-1α过表达BMSC来源的sEV（sEV^P）。qRT-PCR检测sEV和sEV^P中PGC-1α mRNA含量。原代心肌细胞分为对照（control,Con）组、sEV组和sEV^P组，并进行缺氧处理，利用Seahorse测定线粒体代谢水平，DHE染色测定活性氧含量。小鼠随机分为4组：假手术（sham）组、心肌梗死（myocardial infarction,MI）组、MI+sEV组和MI+sEV^P组。通过左前降支动脉结扎术构建小鼠心肌梗死模型。术后1 d，通过TTC染色评估心肌梗死面积，透射电镜观察线粒体形态，TUNEL染色检测细胞凋亡情况。术后28 d，通过超声心动图评估心功能。结果 差异基因分析显示，心肌梗死小鼠心肌组织中线粒体复合体相关基因和PGC-1α的表达显著下调（P<0.05）。qRT-PCR检测表明，sEV^P中PGC-1α mRNA的含量显著高于sEV（P<0.05）。在缺氧条件下，与Con组相比，sEV^P组心肌细胞的线粒体代谢显著改善（P<0.05），胞内活性氧含量降低（P<0.05）。心肌梗死术后1 d，与MI组相比，MI+sEV^P组小鼠的心肌梗死面积减少（P<0.05），线粒体嵴结构损伤减轻（P<0.05），活性氧水平降低（P<0.05），细胞凋亡减少（P<0.05）。心肌梗死术后28 d,MI+sEV^P组小鼠的左心室收缩功能较MI组显著改善（P<0.05）。结论 sEV^P通过提高缺氧心肌细胞中PGC-1α的表达，改善线粒体嵴结构和代谢水平，降低胞内活性氧含量和细胞凋亡，最终减少心肌梗死面积并改善心肌梗死后心功能，表现出良好的心肌保护作用。

关键词

心肌梗死 / 骨髓间充质干细胞 / 小细胞外囊泡 / PGC-1α / 线粒体 / 活性氧 / 细胞凋亡