Tβ4-巨噬细胞外囊泡的仿生构建及其对梗死心肌再生修复的作用研究

背景:急性心肌梗死后局部微环境发生的一系列炎症反应,对于细胞的存活、分化、迁移等都有很大的有害影响。利用免疫系统来调节梗死心肌免疫微环境可能给心肌梗死治疗提供新思路。常驻巨噬细胞作为免疫系统的一部分,对组织的修复与再生起着至关重要的作用。研究表明,心脏常驻巨噬细胞(cMacs)在心肌梗死(MI)中发挥着不可忽视的心脏保护作用。cMacs及其分泌的物质通过增强血管genetic approaches生成和梗死后心室重塑来改善MI后的心脏功能。然而,体内移植细胞治疗因细胞存活率较低且可能诱发免疫排斥等缺点使其在临床上的应用受到限制。本研究围绕构建一种能够靶向缺损心脏、逃避免疫吞噬系统、在缺损区域形成有效药物聚集的仿生药物递送体系(Tβ4-MmEVs),旨在针对改善心肌微环境、协调免疫系统促进心肌梗死后的再生修复,以及心功能获益等一系列问题进行体内外研究,为MI治疗提供一种新思路及新策略。目的:构建一种能靶向缺损心脏、免疫逃避、在缺血缺氧区域形成有效药物聚集的仿生药物递送体系,并将其应用于小鼠心肌梗死后的修复治疗。方法和结果:1、磁珠分离培养乳鼠cMacs并用试剂点击此处盒提取其细胞外囊泡(mEVs),细胞膜蛋白提取试剂盒提取RAW264.7细胞膜(M),mEVs与M通过挤压器挤压得到膜修饰细胞外囊泡(MmEVs);利用“超声和挤压辅助主动装载”(SEAL)方法将Tβ4装载进细胞外囊泡,再通过挤压法与细胞膜融合得到Tβ4-MmEVs。动态光散射(DLS)、透射电子显微镜(TEM)等表征实验验证细胞膜和细胞外囊泡的融合情况。2、免疫荧光染色和流式细胞术分析了缺氧心脏细胞对MmEVs和mEVs的摄取差异性、巨selleckchem MCC950噬细胞对mEVs和其他来源细胞外囊泡的摄取差异;体内成像系统(IVIS)分析MmEVs和mEVs在心肌梗死小鼠的体内分布,结果表明了 MmEVs能够更多地聚集在缺损心脏、而在免疫器官内的聚集减少、在血液中的循环时间有所延长。3、细胞实验分组:NC组、PBS组、MmEVs组、Tβ4-MmEVs组。CCK8和免疫荧光染色实验验证了Tβ4-MmEVs能够增强缺氧心肌细胞的细胞活力、增殖标记物的表达增加。内皮细胞划痕、迁移实验验证Tβ4-MmEVs能够明显提高内皮细胞的迁移增殖能力。此外,蛋白印迹验证了 Tβ4-MmEVs能够提高心肌细胞Src、Yap的磷酸化程度以及内皮细胞的Hif-1α、ANGⅠ、ANGⅡ的表达。动物实验分组:MⅠ组、MmEVs组、Tβ4-MmEVs组。心脏超声、切片染色等评估各组心脏功能。结果表明Tβ4-MmEVs能够明显发挥心脏的保护作用,显著改善梗死心肌微环境,利于心肌的再生修复和血管新生,并产生显著心功能获益。结论:1、成功制备出与天然细胞外囊泡结构功能相似、完整的、稳定的仿生细胞外囊泡载药体系Tβ4-MmEVs;2、验证了 Tβ4-MmEVs同时具备细胞外囊泡蛋白CD47和巨噬细胞C-C基底趋化因子受体2(CCR2),具有免疫逃避、靶向损伤心脏的能力,能够更多地被损伤心脏细胞摄取、在血液中的循环时间延长;3、证实了 Tβ4-MmEVs能够促进缺氧心肌细胞增殖和内皮细胞的迁移、增殖。另外,Tβ4-MmEVs能够改善心肌梗死小鼠的心功能、减轻心肌梗死后的心室纤维化和心肌细胞肥大程度、促进损伤心肌及周边的血管再生,具有强大的心脏保护作用。4、初步探讨了 Tβ4-MmEVs可能通过Src-Yap通路和Hif-1α通路影响缺氧心肌细胞的增殖和内皮细胞的增殖和迁移。