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标题：褪黑素纳米微粒减轻缺氧复氧诱导的脂肪间充质干细胞凋亡和坏死的机制研究

讲者：马强

单位：中国人民解放军总医院

关键词：

褪黑素纳米药物载体 PLGA-mPEG 氧化应激损伤干细胞移植心肌梗死

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论文摘要：目的间充质干细胞移植为治疗心肌梗死后心功能不全提供了一种潜在可行的手段，然而定植在梗死区的干细胞往往因心梗区缺氧、炎症、应激等因素发生大量的凋亡和坏死。褪黑素为一种内源性氧自由基清除剂，多项研究证实褪黑素具有明显的抗氧化应激作用，但其发挥抗氧化应激的保护作用机制仍有待进一步研究。同时褪黑素在体内极易被分解、半衰期短，造成其应用受限。纳米药物载体能够保护药物免受机体快速降解，并控制药物的释放，延长药物的作用时间，降低药物的毒副作用。因此，我们使用聚乳酸乙醇酸聚乙二醇（PLGA-mPEG）作为纳米药物载体包载褪黑素，在体内和体外水平观察褪黑素纳米药物载体对脂肪间充质干细胞（ADSCs）的保护作用，并着重从线粒体p53-CypD信号通路探究褪黑素减少缺氧复氧诱导的ADSCs凋亡和坏死的机制。
方法分离大鼠来源ADSCs，并通过流式细胞术和诱导分化鉴定；采用薄膜水化法制备褪黑素PLGA-mPEG纳米药物载体，探究不同褪黑素和PLGA-mPEG质量比对纳米药物载体的载药量和包封率影响，选取一种优化的比例；建立缺氧复氧模型，分别采用单纯褪黑素和褪黑素纳米微粒干预ADSCs，检测各组ADSCs在缺氧复氧条件下凋亡坏死率；利用Western Blot及免疫荧光技术着重从线粒体p53-CypD信号通路探究褪黑素发挥ADSCs保护作用的机制；建立大鼠心梗模型，应用活体荧光成像系统在体水平探究褪黑素纳米微粒促进心梗区ADSCs存活的效果。
结果 1.分离的ADSCs阳性表达CD29，CD90，阴性表CD34，CD45，该结果符合间充质干细胞表达特点。并且ADSCs在不同的诱导条件下具有分化为脂肪或骨细胞的潜能。2.采用5：1的PLGA-mPEG和褪黑素质量比制备的纳米药物载体包封率为79.3%，载药量为9.8%，48小时内缓释了62%的褪黑素，缓释效果明显。3.单纯褪黑素和褪黑素纳米微粒干预均能明显减少细胞内ROS含量，抑制缺氧复氧诱导的线粒体膜电位下降，抑制凋亡蛋白的释放和激活，将缺氧复氧诱导的凋亡坏死率分别由39.2±3.4%降至14.2±2.8%和7.6±3.8%（p<0.05）。4.褪黑素抑制了p53蛋白在氧化应激环境下由包浆向线粒体的转位及与CypD的结合，且褪黑素纳米微粒干预后该效果更明显。5.小动物活体荧光成像实验也表明褪黑素纳米微粒预干预的ADSCs在心梗后移植存活数量更多。
结论 1.褪黑素纳米微粒较单纯褪黑素具有更有效的保护脂肪间充质干细胞氧化应激损伤作用。2.褪黑素通过线粒体p53-CypD通路抑制线粒体通透性转移孔的开放，发挥减少缺氧复氧诱导的ADSCs凋亡和坏死作用。3. 经过褪黑素纳米微粒预干预的ADSCs具有更强的心梗微环境存活能力。