人脐带间充质干细胞外泌体通过上调ATF3抑制TLR4/NF-κB通路减轻肾缺血-再灌注损伤

摘要

目的 探讨人脐带间充质干细胞来源外泌体（hucMSC-Exo）对肾缺血-再灌注损伤（IRI）的保护作用及机制。方法 分离并鉴定hucMSC-Exo。建立小鼠肾IRI模型，分为假手术组（Sham组）、IRI组、IRI+hucMSC-Exo组、IRI+hucMSC-Exo+JY-2组、Sham+JY-2组。检测各组小鼠血清肌酐（Scr）和血尿素氮（BUN）水平，苏木素-伊红（HE）染色观察肾组织病理变化，酶联免疫吸附试验检测各组小鼠血清白细胞介素（IL）-1β和IL-18水平，蛋白质印迹法检测激活转录因子3(ATF3)、Toll样受体4(TLR4)、核因子（NF）-κB、NOD样受体蛋白3(NLRP3)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶1(Caspase-1)、Gasdermin D(GSDMD)的表达，实时荧光定量聚合酶链反应检测ATF3、TLR4、NF-κB信使RNA(mRNA)表达，免疫组织化学检测NLRP3、Caspase-1 p20、GSDMD表达。建立HK-2细胞缺氧/复氧（H/R）模型，分为对照组（Control组）、H/R组、H/R+hucMSC-Exo组、H/R+hucMSC-Exo+JY-2组、Control+JY-2组。蛋白质印迹法检测各组ATF3、TLR4、NF-κB蛋白表达水平，实时荧光定量聚合酶链反应检测NLRP3、GSDMD、Caspase-1 mRNA表达水平。结果 成功分离并鉴定出hucMSC-Exo。与Sham组比较，IRI组小鼠血清Scr和BUN水平升高，肾小管损伤评分升高，ATF3、 TLR4、 NF-κB p65、 NLRP3、 Caspase-1 p20、 GSDMD蛋白表达水平升高，ATF3、 TLR4、 NF-κB mRNA表达水平升高；与IRI组比较，IRI+hucMSC-Exo组血清Scr和BUN水平下降，肾小管损伤评分下降，ATF3蛋白表达水平升高，TLR4、NF-κB p65、NLRP3、Caspase-1 p20、GSDMD蛋白表达水平下降，ATF3mRNA表达水平升高，TLR4、NF-κB mRNA表达水平下降；与IRI+hucMSC-Exo组比较，IRI+hucMSC-Exo+JY-2组Scr和BUN水平升高，肾小管损伤评分升高，ATF3蛋白表达水平下降，TLR4、NF-κB p65、NLRP3、Caspase-1 p20、GSDMD蛋白表达水平升高，ATF3 mRNA表达水平下降，TLR4、NF-κB mRNA表达水平升高（均为P<0.05）。与Control组比较，H/R组ATF3、TLR4及NF-κB p65蛋白表达水平升高，NLRP3、Caspase-1和GSDMD mRNA表达水平升高；与H/R组比较，H/R+hucMSC-Exo组ATF3蛋白表达水平升高，TLR4和NF-κB p65蛋白表达水平下降，NLRP3、Caspase-1和GSDMD mRNA表达水平下降；与H/R+hucMSC-Exo组比较，H/R+hucMSC-Exo+JY-2组ATF3蛋白表达水平下降，TLR4和NF-κB p65蛋白表达水平升高，NLRP3、Caspase-1和GSDMD mRNA表达水平升高（均为P<0.05）。结论 HucMSC-Exo可通过上调ATF3表达，负向调控TLR4/NF-κB信号通路，进而抑制细胞焦亡，最终减轻肾IRI。

关键词

肾移植 / 缺血-再灌注损伤 / 人脐带间充质干细胞 / 外泌体 / 细胞焦亡 / 激活转录因子3 / Toll样受体4 / 核因子-κB

基金资助

甘肃省自然科学基金（23JRRA0932）; 甘肃省联合科研基金一般项目（24JRRA914）