目的    探讨间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)分泌的外泌体( exosome,Exos)是否通过 miR-21-5p 调节心脏自噬并影响心肌缺血大鼠的心脏功能。

方法    在体外,观察 MSCs-Exos 对 H2O2 刺激 H9C2s 的影响;通过 CCK-8 测定法检测细胞活力;流式细胞术检测细胞凋亡;荧光显微镜检测细胞中活性氧( reactive oxygen species,ROS)的产生;免疫印迹分析自噬相关蛋白和荧光 GFP-LC3 测定自噬体形成。在大鼠 MI/ RI 模型中,通过 TUNEL 测定、免疫组织化学染色及超声心动图分别检查了 MSCs-Exos 对细胞凋亡、心肌 LC3B 表达和心脏功能影响。

结果    在体外实验中,MSCs-Exos 显著提高了 H2O2 刺激的 H9C2 细胞活力(P<0. 05),降低了 ROS 的产生和细胞凋亡率(P<0. 05)。 而与 H2O2 +MSCs-Exos 组相比,H2O2 +MSC-ExossimiR-21-5p组细胞活力显著降低(P<0. 01), ROS 的产生和细胞凋亡率显著增加(P<0. 01)。 Western blot 检测显示:与 H2O2 组相比,H2O2 +MSCs-Exos 组 LC3B- Ⅱ/ LC3B-Ⅰ和 LC3B-Ⅱ的表达显著增强(P<0. 01),p62 的表达显著降低(P<0. 01);与 H2O2 +MSCs-Exos 组相比, H2O2+MSC-ExossimiR-21-5p组的 LC3B-Ⅱ/ LC3B-Ⅰ和 LC3B-Ⅱ的表达显著降低(P<0. 05),p62 的表达显著增强(P< 0. 05)。 自噬通量结果:与 H2O2 组比较,H2O2 +MSCs-Exos 组细胞中存在的 GFP-LC3 点数增加;而与 H2O2 +MSCs- Exos 组相比,H2O2+MSC-ExossimiR-21-5p组细胞中存在的 GFP-LC3 点数显著降低(P<0. 05)。 在体内,RT-qPCR 分析结果显示:在 MSCs-Exos 中和 MI/ RI 后心肌组织中 miR-21-5p 的表达均呈正相关性。 与其他各组相比,MI/ RI + MSCs-Exos 组的 LC3B 表达显著增强(P<0. 01);心肌细胞凋亡显著减少(P<0. 01);分数缩短率(FS%)和左心室射血分数(LVEF)均显著提高(P<0. 05)。

结论    MSCs-Exos 可通过调节心肌自噬改善 MI/ RI 大鼠的心脏功能,其作用机制可能与 miR-21-5p 转移有关。