【摘 要】
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硬组织植入体虽已用于临床,但骨整合能力仍显不足。植入体周围血管生成是成骨和骨整合的先决条件,因此通过提高植入体周围内皮细胞的成血管能力促进骨整合受到广泛关注。巨噬细胞作为生物体重要的免疫细胞,现已被证实它在血管生成中发挥免疫调节功能。缺氧的微环境可稳定巨噬细胞和内皮细胞的缺氧诱导因子-1α(HIF-1α),从而促进血管内皮生长因子(VEGF)的表达和分泌,诱导血管生成。然而,作为细胞间通讯的新型载
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硬组织植入体虽已用于临床,但骨整合能力仍显不足。植入体周围血管生成是成骨和骨整合的先决条件,因此通过提高植入体周围内皮细胞的成血管能力促进骨整合受到广泛关注。巨噬细胞作为生物体重要的免疫细胞,现已被证实它在血管生成中发挥免疫调节功能。缺氧的微环境可稳定巨噬细胞和内皮细胞的缺氧诱导因子-1α(HIF-1α),从而促进血管内皮生长因子(VEGF)的表达和分泌,诱导血管生成。然而,作为细胞间通讯的新型载体——外泌体是否参与该过程及其作用机制仍不明确。虽然,已有研究表明巨噬细胞来源的外泌体参与成血管,但是细胞微环境的改变是否引起巨噬细胞分泌的外泌体产生变化目前还不得而知。本文中在脂多糖(LPS)刺激条件下,不同浓度钴离子(Co2+)(0-200μM)模拟缺氧微环境,首先研究其对巨噬细胞的活性、增殖、形貌、骨架、粘附和表型基因表达的影响。在此基础上利用超速离心法提取不同浓度Co2+刺激巨噬细胞分泌的外泌体,通过扫描电镜(SEM)、粒径分析和western blot对巨噬细胞源性外泌体进行鉴定,其次评估了各组巨噬细胞源性外泌体对内皮细胞的活性、增殖、形貌、骨架、粘附、迁移、体内外成血管、一氧化氮(NO)合成、VEGF分泌、成血管相关基因表达和整合素β1转运的影响,具体研究结果如下:(1)Co/LPS对巨噬细胞的活性无显著性影响,但Co2+浓度的增加能够促进巨噬细胞增殖。Co/LPS能刺激巨噬细胞细胞的伪足形成,从而促进巨噬细胞向基底粘附。随着Co2+浓度的增加,巨噬细胞M1型表型基因(CD86和CD11)和M2型表型基因(CD206、白介素-10(IL-10)和精氨酸(ARG))表达下调,但M1型表型基因(诱导型一氧化氮合酶(i NOS))表达上调。Co/LPS对巨噬细胞上清液中蛋白总含量无显著性影响。(2)通过外泌体的形貌和粒径分析,外泌体的尺寸主要分布在30~150 nm之间。通过western blot法,巨噬细胞源性外泌体高表达TSG101和CD81,低表达GAPDH,这些结果表明外泌体被成功提取。采用BCA测定各组巨噬细胞源性外泌体的分泌量,结果表明不同浓度Co2+对巨噬细胞源性外泌体的分泌量无显著性影响。(3)巨噬细胞源性外泌体可被内皮细胞摄取,其对内皮细胞活性和粘附能力无显著性影响,但会抑制细胞增殖。Co/LPS刺激巨噬细胞分泌的外泌体上调内皮细胞的内皮型一氧化氮合酶(e NOS)、VEGFA和血管生成素(ANG)基因,有利于NO的合成和VEGF的分泌,进一步促进内皮细胞伪足的形成和细胞铺展,从而有利于体外和体内内皮细胞成血管。此外,Exo-Co200能够抑制内皮细胞表面整合素β1靶向溶酶体的转运和降解,从而促进内皮细胞的迁移和成血管。
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