人脐带间充质干细胞来源外泌体通过抑制Bid改善急性心肌梗死后铁死亡损伤

摘要

目的:探讨人脐带间充质干细胞来源的外泌体(human umbilical cord mesenchymal stem cells derived exosomes, hucMSC-Exo)对急性心肌梗死(acute myocardial infarction, AMI)的治疗作用及潜在的机制。方法:分离培养人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells, hucMSCs)并从培养液中提取外泌体。结扎小鼠左冠状动脉前降支构建AMI模型，将小鼠随机分为Sham组、AMI组、Exo组和Fer-1组，分别向各组缺血心肌边缘区注射PBS、PBS、hucMSC-Exo和经典的铁死亡抑制剂Ferrostatin-1(Fer-1)。通过对应试剂盒检测小鼠心肌组织抗氧化剂谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)含量，并通过DHE探针检测活性氧(reactive oxygen species, ROS)水平，以评估小鼠心肌组织铁死亡严重程度；心脏超声、Masson染色评价小鼠心脏功能和纤维化水平。DMSO、Erastin和Erastin+hucMSC-Exo分别处理HL-1细胞并进行RNA测序，KEGG富集分析和聚类热图分析评估hucMSC-Exo治疗作用的潜在机制。CCK-8法检测hucMSC-Exo或hucMSC-Exo+BI-6C9联合处理后HL-1细胞的活力。qRT-PCR法检测小鼠梗死心肌组织中BH3相互作用结构域死亡激动剂(BH3-interaction domain death agonist,Bid)mRNA表达水平。结果:与AMI组相比，Exo组和Fer-1组小鼠心肌梗死区域MDA、ROS水平显著降低，GSH含量增加，心肌纤维化减轻，心脏功能改善；其中Exo组小鼠相比Fer-1组在AMI后第28天治疗效果更加显著。KEGG富集分析显示被hucMSC-Exo逆转的基因主要富集在p53信号通路；聚类热图分析p53相关基因发现，Erastin组HL-1细胞的Bid基因表达较对照组显著升高，Exo组HL-1细胞的Bid表达水平较Erastin组明显降低。Bid抑制剂BI-6C9处理HL-1细胞后，hucMSC-Exo的治疗作用未明显增加。AMI组小鼠心脏组织Bid mRNA表达水平相比对照组大幅升高，Exo组较AMI组显著降低。结论:hucMSC-Exo能够通过抑制Bid表达减轻AMI后的铁死亡，改善心肌损伤。

关键词

急性心肌梗死 / 人脐带间充质干细胞来源的外泌体 / 铁死亡 / BH3相互作用结构域死亡激动剂(Bid)