骨髓间充质干细胞来源的外泌体对破骨细胞形成的影响

摘要

目的 探讨骨髓间充质干细胞(BMSC)来源的外泌体(exosome)对钛(Ti)颗粒诱导的破骨细胞形成的影响。方法 全骨髓法分离培养BMSC,流式细胞术检测其表面分子CD105、CD44及CD45,通过成骨和成脂诱导培养并鉴定其分化潜能；收集BMSC的培养上清，提取外泌体并通过电镜观察外泌体的形态，流式细胞术检测外泌体表面分子CD63和CD81;将RAW264.7细胞培养后分为对照组、Ti颗粒(0.1 mg/L)刺激组、Ti颗粒(0.1 mg/L)+exosome(1 mg/L)联合刺激组；同时10周龄的雌性BALB/c小鼠随机分为3组，生理盐水对照组、Ti颗粒(10 mg/L)组、Ti颗粒(10 mg/L)+exosome(20 mg/L)联合刺激组，建立小鼠气囊骨片模型，药物干预两周后取出骨片；对各细胞和小鼠骨片组，用Real-time PCR检测肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素1β(IL-1β)、白细胞介素6 (IL-6)以及核因子-κB受体活化因子(RANK)、基质金属蛋白酶9(MMP-9)和活化T细胞核因子1 (NFATc1)的mRNA表达水平，抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色观察破骨细胞，Western blot检测RANK、MMP-9和NFATc1的蛋白表达水平，TRAP染色观察破骨细胞。结果 BMSC表面分子CD44呈阴性，CD45和CD105呈阳性，具有分化为成骨细胞和成脂细胞的能力；外泌体呈囊泡状，大小为175 nm,表面分子CD63和CD81呈阳性；RAW264.7细胞经Ti颗粒(0.1 mg/L)刺激可见多个细胞融合，多核巨噬细胞数量较对照组和Ti颗粒(0.1 mg/L)+exosome(1 mg/L)联合刺激组增多；Ti颗粒(0.1 mg/L)刺激组TNF-α、IL-1β、IL-6以及RANK、MMP-9和NFATc1的表达较对照组和Ti颗粒(0.1 mg/L)+exosome(1 mg/L)联合刺激组增多，RNAK、MMP-9和NFATc1表达升高(P<0.05);Ti颗粒(10 mg/L)诱导的溶骨现象相对于对照组和Ti颗粒(10 mg/L)+exosome(20 mg/L)联合刺激组更加明显，且TNF-α、IL-1β、IL-6以及RANK、MMP-9和NFATc1表达增多，RNAK、MMP-9和NFATc1表达也增强(P<0.05)。结论 BMSC来源的外泌体抑制破骨细胞的形成。

关键词

外泌体 / 破骨细胞 / 骨髓间充质干细胞 / RAW264.7细胞 / 钛颗粒