眾所周知，下肢缺血是一種嚴(yán)重的臨床癥狀程癌，影響著世界上很多患者斟览，目前尚無(wú)有效的治療方法。下肢缺血是因缺血而激活NLRP3炎性體汰蜘，進(jìn)而通過(guò)釋放炎癥性細(xì)胞因子IL-1β和IL-18觸發(fā)組織損傷仇冯。然而，激活NLRP3炎性體的分子機(jī)制在很大程度上仍然未知族操。
近日苛坚，來(lái)自中國(guó)蘇州大學(xué)、廣州醫(yī)科大學(xué)色难、阜外醫(yī)院泼舱、中山大學(xué)和吉林大學(xué)第二醫(yī)院等機(jī)構(gòu)的的研究人員發(fā)表了一項(xiàng)新研究，他們發(fā)現(xiàn)Rb1蛋白在骨骼肌中有著NLRP3炎癥體誘導(dǎo)劑的作用枷莉，通過(guò)E2F/AMPKα2介導(dǎo)的信號(hào)通路可下調(diào)Rb1來(lái)阻止NLRP3炎性體的激活,而UMSC-Exos可以補(bǔ)充缺血肌肉中cPWWP2A的丟失娇昙。該研究揭示干細(xì)胞外泌體修復(fù)缺血性肌肉損傷機(jī)制。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《Signal Transduction and Targeted Therapy》期刊上笤妙。
在這項(xiàng)研究中冒掌，研究人員利用RNA測(cè)序（RNAseq）比較了缺血的肌肉和正常肌肉的mRNA表達(dá)，發(fā)現(xiàn)Rb1（retinoblastoma-1）蹲盘、NLRP3炎性體股毫、IL-1β和IL-18的mRNA水平增加。對(duì)這些上調(diào)的基因進(jìn)行基因本體分析召衔，揭示了缺血肌肉中與炎癥反應(yīng)途徑和NLRP3炎性體相關(guān)的生物學(xué)過(guò)程皇拣，從而證實(shí)炎癥相關(guān)信號(hào)通路參與缺血誘導(dǎo)的肌肉損傷。
研究人員還進(jìn)行了蛋白測(cè)序薄嫡，相關(guān)分析顯示氧急，缺血肌肉中Rb1、NLRP3毫深、IL-1β和IL-18存在良好的蛋白-mRNA相關(guān)性吩坝。Rb1蛋白是一種已知的腫瘤抑制蛋白，Rb1的失活會(huì)促進(jìn)骨骼肌細(xì)胞的增殖哑蔫，但是研究人員并不了解Rb1在缺血性肌肉損傷中的作用钉寝。
為了弄清楚這個(gè)問(wèn)題弧呐，研究人員構(gòu)建出肌肉特異性Rb1基因敲除（Rb1-mKO）小鼠。在缺血性后肢損傷后嵌纲，Rb1-mKO小鼠與對(duì)照組小鼠進(jìn)行比較俘枫，發(fā)現(xiàn)血流恢復(fù)比較快，肢握力逮走、耐力以及骨骼肌與體重的比值也較高鸠蚪。這一結(jié)果表明，Rb1基因的丟失可以促進(jìn)損傷后的骨骼肌修復(fù)师溅。此外茅信，還發(fā)現(xiàn)Rb1基因的缺失導(dǎo)致NLRP3信號(hào)通路受到抑制。
為了證實(shí)這些發(fā)現(xiàn)墓臭，研究人員建立了炎性體激活的體外模型蘸鲸。利用STRING數(shù)據(jù)庫(kù)鑒定出調(diào)控Rb1的上游信號(hào)分子，發(fā)現(xiàn)它與CDK6和轉(zhuǎn)錄因子E2F相互作用窿锉。雙熒光素酶實(shí)驗(yàn)證實(shí)CDK6是miRNA-29b的靶點(diǎn)酌摇。而miR-29b模擬物抑制了C2C12細(xì)胞中CDK6蛋白的表達(dá)和Rb1蛋白的磷酸化。
接下來(lái)嗡载，研究人員試圖了解miR-29b是如何被調(diào)控的窑多，他們使用環(huán)狀RNA （circRNA）測(cè)序來(lái)比較缺血肌肉和正常肌肉中circRNA的表達(dá)。在缺血肌肉中檢測(cè)到幾種促進(jìn)細(xì)胞增殖的circRNA（cPWWP2A鼻疮、circ_CCDC66和circ_HECTD1）怯伊。在這些circRNA中琳轿，cPWWP2A的表達(dá)最強(qiáng)判沟，但在缺血條件下，它的表達(dá)量急劇下降崭篡。這些發(fā)現(xiàn)在qRT-PCR實(shí)驗(yàn)中得到證實(shí)挪哄。
由于干細(xì)胞衍生的外泌體可以促進(jìn)組織修復(fù)，研究人員將對(duì)照外泌體(NC-Exos)或沉默cPWWP2A表達(dá)的外泌體（si-Exos）注入缺血肌肉琉闪，以確定cPWWP2A是否參與介導(dǎo)源自人臍帶衍生間充質(zhì)干細(xì)胞（UMSC）的外泌體（UMSC-Exos）在肌肉中的有益作用迹炼。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，NC-Exos處理導(dǎo)致肌肉中cPWWP2A的表達(dá)增加颠毙，而si-Exos減弱了這種表達(dá)斯入。與注射N(xiāo)C-Exos的小鼠相比，si-Exos處理導(dǎo)致血流恢復(fù)較慢蛀蜜，運(yùn)動(dòng)功能較差刻两，肌肉力量和跑步距離減少，肌肉與體重比降低滴某，NLRP3磅摹、Caspase-1表達(dá)較高滋迈，血漿中IL-1β和IL-18水平增加。
基于CircBank分析户誓，研究人員確定了miR-29b和cPWWP2A之間的相互作用饼灿。cPWWP2A和miR-29b之間的聯(lián)系在雙熒光素酶實(shí)驗(yàn)中得到證實(shí)，該實(shí)驗(yàn)顯示miR-29b與cPWWP2A存在較強(qiáng)的結(jié)合帝美。miR-29b在缺血肌肉中的表達(dá)增加了碍彭，這與cPWWP2A的表達(dá)相反。這些結(jié)果表明证舟，cPWWP2A是miR-29b的分子海綿（molecular sponge）硕旗。
為了驗(yàn)證cPWWP2A/miR-29b調(diào)控NLRP3信號(hào)通路，用miR-29b抑制劑處理C2C12細(xì)胞女责，這降低了NLRP3和Caspase-1的表達(dá)以及IL-1β和IL-18的釋放漆枚，但增強(qiáng)了C2C12細(xì)胞增殖，不過(guò)這些效應(yīng)可被si-Exos逆轉(zhuǎn)抵知。相應(yīng)地墙基，敲降C2C12細(xì)胞中的cPWWP2A導(dǎo)致CDK6 mRNA和蛋白的表達(dá)減少。此外刷喜，C2C12細(xì)胞的分化被cPWWP2A siRNA抑制残制，但被miR-29b抑制劑激活。這些數(shù)據(jù)表明掖疮，cPWWP2A通過(guò)miR-29b/CDK6途徑調(diào)節(jié)Rb1初茶。
以前的研究已表明，Rb1的下調(diào)導(dǎo)致E2F轉(zhuǎn)錄因子的釋放浊闪，進(jìn)而激活A(yù)MP激酶α2（AMPKα2）的轉(zhuǎn)錄恼布。AMPKα2抑制平滑肌細(xì)胞中NLRP3的激活。研究人員試圖確定Rb1是否調(diào)節(jié)骨骼肌中AMPKα2的表達(dá)搁宾。結(jié)果證實(shí)折汞，Rb1的下調(diào)是通過(guò)激活A(yù)MPKα2來(lái)抑制NLRP3的激活。
該研究表明盖腿，Rb1蛋白通過(guò)cPWWP2A/Rb1/AMPKα2/NLRP3信號(hào)通路調(diào)節(jié)NLRP3炎性體爽待。重要的是，UMSC-Exos可以補(bǔ)充缺血肌肉中cPWWP2A的丟失翩腐。研究人員表示鸟款，Rb1基因敲除方法可以通過(guò)使用釋放cPWWP2A以促進(jìn)肌肉修復(fù)的UMSC-Exos轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用。
資訊出處：
[1]?[endif]Yanli Wang,Wenping Xie,et al.Stem cell-derived exosomes repair ischemic muscle injury by inhibiting the tumor suppressor Rb1-mediated NLRP3 inflammasome pathway[J].Signal Transduction and Targeted Therapy,2021,(3).
