炎症微环境中脐带干细胞外泌体对牙周膜干细胞增殖和迁移的影响

背景 在炎症微环境中牙周膜干细胞(periodontal ligament stem cells,PDLSCs)的生物活性受到抑制是牙周再生困难的重要原因.脐带间充质干细胞(umbilical cord mesenchymal stem cells,UCMSCs)来源外泌体(exosome,Exo)具有与UCMSCs相似的生物学作用,广泛用于多种组织的再生修复,但在牙周再生方面的研究仍然缺乏,对炎症微环境中PDLSCs生物活性的影响尚不明确.目的 探讨在炎症微环境中UCMSCs来源外泌体对PDLSCs增殖和迁移的影响.方法 提取UCMSCs来源外泌体并进行鉴定;分离PDLSCs并进行鉴定;荧光显微镜下观察PDLSCs对外泌体的摄取内吞;按照空白对照组、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)组、TNF-α+25μg/mL外泌体组、TNF-α+50μg/mL外泌体组、TNF-α+100μg/mL外泌体组进行实验分组,分别通过CCK-8实验、划痕实验、Transwell实验检测炎症微环境中外泌体对PDLSCs增殖、横向迁移及纵向迁移的影响.测炎症微环境中外泌体对PDLSCs增殖、横向迁移及纵向迁移的影响.结果 透射电镜下UCMSCs来源外泌体呈现类圆型,直径100 nm左右.Western blot检测到外泌体表面蛋白CD9、CD63、CD81表达阳性.成功提取PDLSCs,能够表达间充质干细胞表面标记蛋白CD90、CD73、CD29、CD105.免疫荧光结果显示UCMSCs来源外泌体可以被PDLSCs内吞.CCK-8实验表明UCMSCs来源外泌体可以促进炎症微环境中PDLSCs的增殖(P<0.05),100μg/mL外泌体促增殖作用最佳(P<0.05).Transwell实验和划痕实验分别表明UCMSCs来源外泌体可以促进炎症微环境中PDLSCs的横向迁移及纵向迁移,且呈浓度依赖性,外泌体浓度100μg/mL促迁移作用最佳(P<0.05).结论 在炎症微环境下,UCMSCs来源外泌体可以有效促进PDLSCs的增殖和迁移,高浓度外泌体促增殖及迁移效果更佳,这为外泌体应用于牙周再生奠定了基础.

Exosomes derived from umbilical cord mesenchymal stem cells promote proliferation and migration of periodontal ligament stem cells in inflammatory microenvironment