间充质干细胞来源外泌体治疗大鼠脊髓损伤的实验研究

摘要

目的 观察间充质干细胞来源外泌体对脊髓损伤大鼠组织结构和运动功能的恢复作用，并探讨外泌体对大鼠脊髓损伤不同时期的治疗效果。方法 对36只SD大鼠进行脊髓损伤(Spinal cord injury, SCI)造模，造模成功后，根据损伤后的不同观察时期，将大鼠随机分为SCI 3、7、28、56 d组，每组9只。随后，每组再随机分为外泌体组6只和PBS组3只。通过比较不同时期PBS组和外泌体组大鼠脊髓损伤面积变化情况，大鼠后肢运动功能评分，促炎因子白细胞介素1β(Interleukin 1β,IL-1β)、肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis factor α,TNF-α)和抑炎因子白细胞介素4(Interleukin 4,IL-4)、白细胞介素10(Interleukin 10,IL-10)的表达情况，M1型巨噬细胞标志物诱导型一氧化氮合酶(Inducible nitric oxide synthase, iNOS)和M2型巨噬细胞标志物精氨酸酶1(Arginase-1,Arg1)、几丁质酶样蛋白3(Chitinase-like protein 3,Ym1)的表达情况，凋亡蛋白Bax和抗凋亡蛋白Bcl-2的表达情况及细胞凋亡率来评价间充质干细胞来源外泌体对SD大鼠不同时期脊髓功能恢复的作用。结果 SCI后3、7、28、56 d,外泌体组大鼠脊髓损伤面积小于PBS组(P<0.05);SCI 3 d和7 d时，外泌体组与PBS组的BBB评分无差异(P>0.05),SCI 28 d和56 d时，外泌体组的BBB评分高于PBS组(P<0.05);外泌体组大鼠脊髓组织中IL-1β和TNF-α的表达在3、7、28和56 d低于PBS组，而IL-4和IL-10在4个时期的表达增加(均P<0.05);SCI 3 d和7 d时，外泌体组的Arg1、Ym1表达高于PBS组且iNOS表达降低(P<0.05),SCI 28 d和56 d时，外泌体组Arg1、Ym1和iNOS的表达水平和PBS组无差异(P>0.05);外泌体组Bax在3、7、28、56 d的表达低于PBS组，Bcl-2表达增强；外泌体组在3、7、28、56 d的细胞凋亡率低于PBS组(P<0.05)。结论 间充质干细胞来源外泌体可以抑制SCI后促炎因子表达和细胞凋亡，增强抑炎因子表达，促进M2型巨噬细胞活化并抑制M1型巨噬细胞极化，减轻脊髓组织损伤并促进运动功能恢复，且外泌体疗法对SCI慢性期的恢复是有益的。

关键词

脊髓损伤 / 间充质干细胞 / 外泌体 / 炎症 / 凋亡