在這項(xiàng)研究中[1],作者研究了在2型糖尿。═2DM)卒中后3天用從人臍帶血來源的CD133+細(xì)胞(CD133+Exo)中提取的外泌體處理,觀察CD133+Exo處理是否能改善心臟功能。
Results
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1.CD133+Exo處理T2DM卒中小鼠可顯著降低體重和血糖,并改善心肌功能
作者通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),和用PBS處理的T2DM卒中小鼠相比,用CD133+Exo處理的T2DM卒中小鼠在中風(fēng)后第28天表現(xiàn)出明顯較低的血糖水平和適度的體重減輕,但是沒有減少病灶體積(Fig.1)。
Fig.1 CD133+Exo處理可降低T2DM卒中小鼠的體重和血糖
隨后作者考察了T2DM小鼠和non-DM小鼠是否在心功能有區(qū)別,另外也探究了卒中是否會(huì)誘導(dǎo)T2DM小鼠的心功能障礙。結(jié)果顯示,與non-DM小鼠相比,T2DM小鼠的LVEF、SF、心率明顯降低,LVDD明顯增加。同時(shí),與non-DM卒中小鼠相比,T2DM卒中小鼠在卒中后一個(gè)月時(shí)LVEF、心率顯著降低,LVDD顯著增加。
接著作者用超聲心動(dòng)圖檢測(cè)CD133+Exo對(duì)心肌功能的處理,如Fig.2所示,與PBS處理相比,T2DM卒中小鼠用CD133+Exo處理后LVEF明顯增加和LVDD顯著降低,但是心率、心輸出量、左心室重量、LVSF、左心室收縮壓都沒有明顯變化(Fig.2)。
Fig.2 卒中和T2DM能誘導(dǎo)小鼠的心功能障礙,而CD133+Exo處理能改善T2DM卒中小鼠的心功能
作者隨后還發(fā)現(xiàn),在T2DM小鼠中,CD133+Exo處理可顯著降低體重和血糖,但是對(duì)心功能沒有明顯影響,并且CD133+Exo處理的心臟保護(hù)作用很有可能是針對(duì)糖尿病小鼠卒中后心功能障礙的(Fig.3)。
Fig.3 CD133+Exo處理可降低T2DM小鼠的體重和血糖,但不能改善心功能
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2.CD133+Exo處理能顯著降低T2DM卒中小鼠的心臟病理重構(gòu),及增加心肌毛細(xì)血管密度
Fig.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,與對(duì)照組的T2DM卒中小鼠相比,CD133+Exo處理的T2DM卒中小鼠不僅心肌細(xì)胞肥大顯著減少,間質(zhì)纖維化明顯降低,而且其心肌毛細(xì)血管密度和內(nèi)皮細(xì)胞毛細(xì)血管的形成都顯著增加(Fig.4)。
Fig.4 CD133+Exo處理可減少T2DM小鼠的心肌肥大和心臟纖維化,同時(shí)增加心肌毛細(xì)血管密度
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3.CD133+Exo處理可顯著降低T2DM卒中小鼠的心臟氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)
作者隨后檢測(cè)了小鼠心臟組織中的4-HNE、NOX2、TGF-β、MCP1表達(dá)和M1巨噬細(xì)胞(ED1)情況,用于觀察CD133+Exo處理是否能降低心臟組織的氧化應(yīng)激、心臟纖維化和炎癥反應(yīng)。Fig.5和Fig.6的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,與PBS處理的T2DM卒中小鼠相比,CD133+Exo處理可顯著降低T2DM卒中小鼠的4-HNE、NOX2、TGF-β、MCP1、ED1表達(dá)水平(Fig.5-6)。
Fig.5 CD133+Exo處理可顯著降低T2DM卒中小鼠的心臟氧化應(yīng)激
Fig.6a-c CD133+Exo處理可顯著降低T2DM卒中小鼠的心臟炎癥反應(yīng)
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4.CD133+Exo處理可顯著增加T2DM卒中小鼠的miR-126表達(dá)和降低其靶基因水平
MiR-126在糖尿病患者的EPCs中下調(diào),而miR-126的降低可通過其靶基因(MCP1、VCAM1、Spred-1)和信號(hào)通路損害EPC介導(dǎo)的功能。Fig.6d-6e實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,與來自ECs的外泌體相比,miR-126在CD133+Exo中高表達(dá)。此外,與PBS處理的T2DM卒中小鼠相比,CD133+Exo處理可顯著降低T2DM卒中小鼠心臟的Spred-1、VCAM、MCP-1表達(dá)。
Fig.6d-e CD133+Exo處理可顯著提高T2DM卒中小鼠的miR-126水平和降低其靶基因表達(dá)
總結(jié):
在本次研究中,作者首次證實(shí)了CD133+Exo對(duì)T2DM小鼠卒中后心功能的治療作用。作者的數(shù)據(jù)顯示,CD133+Exo處理不僅能降低T2DM卒中小鼠的病變體積,也可減少心肌細(xì)胞肥大和間質(zhì)纖維化,增加心肌毛細(xì)血管密度,降低氧化應(yīng)激;此外,也增加了miR-126水平,降低其對(duì)應(yīng)靶基因的表達(dá)。
參考文獻(xiàn):
[1] CD133+Exosome Treatment Improves Cardiac Function after Stroke in Type 2 Diabetic Mice. Transl Stroke Res. 2021 Feb;12(1):112-124. doi: 10.1007/s12975-020-00807-y. Epub 2020 Mar 20.