脐带间充质干细胞外泌体修复骨质疏松大鼠颅骨缺损的研究

作者：刘耘佟; 李汶洋; 向学熔^*

来源：重庆医科大学学报, 2023, 48(01): 18-23.

DOI：10.13406/j.cnki.cyxb.003159

• 脐带间充质干细胞
• 外泌体
• 骨质疏松
• 颅骨缺损
• 骨再生

目的：探讨人脐带间充质干细胞（human umbilical cord mesenchymal stem cells,HucMSCs）来源外泌体对骨质疏松大鼠颅骨缺损的修复作用。方法：提取HucMSCs来源外泌体，使用透射电镜及纳米颗粒追踪分析鉴定其形态及大小，使用Western blot鉴定其表面标志物；分离培养大鼠骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs）并使用流式细胞术鉴定其表面标志物；将外泌体（空白对照、20μg/mL、40μg/mL、60μg/mL、80μg/mL）与BMSCs共培养，检测不同浓度的外泌体对BMSCs增殖及成骨向分化的影响；选取SD大鼠通过卵巢切除术（ovariectomy,OVX）构建骨质疏松模型，在颅骨缺损模型建立的同时注射外泌体悬液，术后8周处死大鼠，取术区组织进行micro-CT扫描并进行骨量分析，HE染色后显微镜下观察骨缺损愈合情况，评价HucMSCs来源外泌体对骨质疏松大鼠颅骨缺损的修复潜能。结果：透射电镜及纳米颗粒追踪分析结果显示，提取的HucMSCs来源外泌体形态及大小符合要求，表面蛋白标志物CD63及CD81表达均呈阳性。大鼠BMSCs表面标志物CD29高表达（99.86%）、CD90高表达（99.50%）,CD45低表达（4.12%），符合间充质干细胞特征。将60μg/mL的外泌体与BMSCs共培养5 d后细胞活力为对照组的（127.782±7.184）%(P=0.001)，碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）的表达为对照组的（2.715±0.095）倍（P=0.003）,Runx家族转录因子2(Runx family transcription factor 2,Runx2)的表达为对照组的（2.175±0.731）倍（P=0.140）。在OVX诱导的骨质疏松SD大鼠颅骨缺损模型的修复中，micro-CT显示外泌体组相对于对照组出现了明显的骨愈合增加，骨量分析结果显示外泌体组骨组织比例为（11.000±1.708）%(P=0.008)，骨小梁数目为（0.742±0.112）mm-1(P=0.014)，骨小梁厚度为（0.175±0.008）mm(P=0.005)，骨小梁间隙为（1.402±0.507）mm(P=0.022)。组织学结果显示新生骨的结构完整、层次清晰，为致密的板层样骨，有均匀的骨基质和骨陷窝。结论：HucMSCs来源的外泌体能够促进BMSCs的增殖活性及成骨向分化，具有修复骨质疏松骨缺损的能力。

• 出版日期2023
• 单位重庆医科大学附属口腔医院