跳到主页面内容
美国国旗

美国政府的官方网站

Dot政府

gov意味着它是官方的。
联邦政府网站通常以.gov或.mil结尾。之前分享敏感信息，确保你在联邦政府政府网站。

Https系统

该站点是安全的。
这个https（https）：//确保您连接到官方网站，并且您提供的任何信息都是加密的并安全传输。

访问密钥 NCBI主页 MyNCBI主页 主要内容 主导航
.2020年4月27日；11(4):293.
doi:10.1038/s41419-020-2496-y。

非创伤性股骨头坏死组织中CD41缺失的外泌体损害间充质干细胞的成骨分化和迁移

朱伟文 1, 郭敏康 1, 吴阳 1, 闵唐 2, 陈婷美 2, 德鲁甘 2, 张殿霞 2, 丁晓娟 三, 赵安平 1, 裴照 1, 阎文龙 1, 张健（Jian Zhang） 4
附属公司

非创伤性股骨头坏死组织中CD41缺失的外泌体损害间充质干细胞的成骨分化和迁移

朱伟文等。 细胞死亡病. .

摘要

非创伤性股骨头坏死（ONFH）在临床上是一种破坏性和进行性疾病，无有效治疗。骨髓间充质干细胞（MSCs）移植在早期被用于治疗ONFH，但由于与病理性骨组织相关的移植MSCs的成骨分化和迁移减少，这种治疗的失败率很高。然而，导致这一下降的机制尚不清楚。因此，我们假设植入的MSC可能受到病理性骨组织传递的信号的影响，其中外泌体可能在此传递中发挥关键作用。本研究表明，ONFH骨组织外泌体（ONFH-exos）能够在体内诱导GC诱导的ONFH样损伤，并在体外损害MSCs的成骨分化和迁移。然后，我们使用蛋白质组学技术分析了ONFH exos中的差异表达蛋白（DEPs），并鉴定了842种差异表达蛋白（DEPs）。在DEPs基因本体（GO）富集分析、fold-changes和以往报道的基础上，选择细胞粘附相关CD41（整合素α2b）进行进一步研究。我们的研究表明，与NOR-exos相比，ONFH-exos中的CD41（整合素α2b）明显减少，CD41的下调可能会损害MSCs的成骨分化和迁移，其中CD41整合素β3-FAK-Akt-Runx2通路参与其中。最后，我们的研究进一步表明，富含CD41的NOR外泌体可以恢复糖皮质激素诱导的MSCs成骨分化和迁移的下降，并在大鼠模型中预防GC诱导的ONFH样损伤。综上所述，我们的研究结果表明，在ONFH发生过程中，病理性骨的外泌体导致MSC因缺乏一些关键蛋白（如整合素CD41）而无法修复坏死骨，并促使大鼠实验诱导的ONFH样状态的进展。CD41可作为ONFH早期诊断和治疗的靶点。

PubMed免责声明

利益冲突声明

提交人声明他们没有利益冲突。

数字

图1
图1。样品的射线照片、大体标本和组织学图像。
上图显示了一名ONFH患者和一名股骨颈骨折患者（对照组）的X线照片、大体标本和组织学图像。一与对照组相比，ONFH患者的X线图像显示软骨下骨骨折、坏死区和股骨头塌陷。b条ONFH标本大体标本显示软骨下骨骨折，股骨头局部坏死区均匀改变，脂肪增多，结构改变，股骨头塌陷。c（c）ONFH标本的组织学图像显示ONFH样本中有异常松质骨和均质坏死物质。d日ONFH样本的IHC染色显示ONFH样品中Runx2显著降低。
图2
图2。ONFH-exos和NOR-exos的表征以及外泌体的摄取分析。
一,b条NTA测量的粒径分布表明NOR-exos的直径分布范围为117 ± 41.9 ONFH-exos的直径分布范围为131.9 nm ± 46.6 纳米。“d”：直径。c（c）,d日透射电镜图像显示NOR-exos和ONFH-exos的双层膜和盘状结构。比例尺：500 纳米。e（电子）Western blotting分析显示，与上清液相比，NOR-exos和ONFH-exos中的外体标记CD63、CD9、Alix、Flotillin-1和TSG101增加。以第二次超离心的正常骨组织上清液（NOR-SUP）和ONFH骨组织上清（ONFH-SUP）为对照。（f）摄取试验表明，C3H10T1/2细胞和HMSCs在12 h和6 h、 分别是。PKH67染色外显体，DAPI染色细胞核。
图3
图3。ONFH-exos对S-D大鼠的影响。
一使用Micro-CT扫描获得大鼠股骨头的COR、TRA、SAG、MPR和3-DR图像。与NOR-exos组相比，ONFH-exos组的Micro-CT扫描图像显示软骨缺损、软骨下骨病变和股骨头畸形。b条成骨参数定量分析显示BV/TV和Tb。N减少，Tb减少。Sp升高，Tb升高。与NOR-exos相比，ONFH-exos组的Th没有变化。c股骨头HE染色显示ONFH-exos可诱导大鼠ONFH。ONFH-exos组的图像显示软骨缺损、软骨下骨病变和稀疏小梁消失*P（P） < 与PBS组相比为0.05；N.S组与PBS组相比无显著性差异。BV/TV，骨体积/组织体积；Tb、。N、 小梁数量；Tb、。小梁分离；Tb、。Th，小梁厚度。COR，冠状；TRA，横向；SAG，矢状；多平面重建；3-DR，三维重建。所有数据均表示为平均值 ± 扫描电镜。
图4
图4。ONFH-exos对C3H10T1/2细胞和HMSCs成骨分化的影响。
成骨分化培养基诱导C3H10T1/2细胞和HMSCs成骨。一采用western blotting分析测定成骨生物标志物的表达，包括：ALP、BGLAP、OPN和COL1。结果表明，与NOR-exo相比，ONFH-exo的成骨生物标志物增加。b条进行了统计分析，以测量(一).c（c）茜素红S染色显示钙矿层的形成。结果表明，与NOR-exo相比，ONFH-exo显著减少。d日进行了统计分析，以测量(c（c）). *P（P） < 0.05，与PBS组相比；#P（P） < 0.05，与NOR-exos组相比。所有数据均表示为平均值 ± 扫描电镜。
图5
图5。NOR-exos和ONFH-exos对C3H10T1/2细胞和HMSCs迁移的影响。
通过伤口愈合试验评估C3H10T1/2细胞和HMSCs在PBS、DEX、NOR-exos、ONFH-exos中的迁移能力。一在0 h和60 小时。b条HMSCs的迁移记录在0 h和24 小时。一和b条与NOR-exos相比，ONFH-exos组细胞迁移率下降。c（c）定量分析用于评估(一)和(b条). *P（P） < 与PBS组相比为0.05；#P（P） < 0.05，与NOR-exos组相比。N.S，无意义。所有数据均以平均值表示 ± 扫描电镜。
图6
图6。已识别DEP的GO分析和显著DEP的聚类分析。
一共鉴定出2702个蛋白，其中GO蛋白2636个，COG蛋白1420个，KEGG蛋白1786个。数字：数字。b条通过GO富集，所有类别的DEPs都在生物过程、细胞成分和分子功能方面得到了富集。在分子功能分析中，49.63%的DEPs与结合相关。c（c）火山图显示所有DEPs，ITA2B（CD41）包含在显著的DEPs中，折叠减少超过8倍。FC，折叠变化。d日在显著的DEP中进行了聚类分析，结果显示在热图中。e（电子）对显著的DEP进行了进一步的功能分析，结果显示在Circos图中。大多数值得注意的DEP仍然与绑定相关。
图7
图7。ONFH-exos因缺乏CD41而损害成骨细胞的分化和MSC的迁移，其中CD41/整合素β3-FAK-Akt-Runx2通路参与其中。
一与对照组相比，IHC证实了三份人ONFH样本中CD41的减少。b条IHC分析的20份ONFH样品和20份对照样品中CD41的定量结果进一步证实了ONFH样本中CD41表达的降低。c（c）western blotting证实3个ONFH-exos和3个NOR-exos之间CD41和整合素β3的表达下降。d日western blotting检测21例ONFH-exos和21例NOR-exos中CD41的定量结果。e（电子）用PBS、NOR-exos和ONFH-exos预处理C3H10T1/2细胞48小时 h.western blotting分析显示，与NOR-exo组相比，ONFH-exos组CD41、整合素β3、FAK、p-FAK、p-Akt、Akt和Runx2的蛋白水平下调。（f）Western blotting分析检测对照组、NOR-exos组、siCD41组和siCD41+NOR-exo组的CD41、整合素β3、p-FAK、FAK、p-Akt、Akt和Runx2。克采用茜素红S染色法检测NC、NOR-exos、siCD41和siCD41+NOR-exo组C3H10T1/2细胞的钙沉积。小时采用创伤愈合实验测定了NC、NOR-exos、siCD41和siCD41+NOR-exons组C3H10T1/2细胞的迁移能力，结果表明，siCD41导致MSCs迁移能力下降，NOR-exo可以挽救这种下降。我定量分析(小时). **P（P） < 0.01，与正常试样相比*P（P） < 0.05，与正常标本相比。所有数据均表示为平均值 ± 扫描电镜。
图8
图8。NOR-exos对GC诱导ONFH的治疗作用。
一western blotting检测PBS组、DEX组和NOR-exos+DEX组ALP、OPN、BGLAP和Runx2蛋白含量。结果表明，DEX影响ALP、OPN、BGLAP和Runx2的表达，而NOR-exos能够提高这些蛋白的表达水平。b条定量分析(一).c（c）茜素红S染色分析表明NOR-exos能够修复DEX引起的矿化损伤。d日显示的数量分析(c（c）).e（电子）,（f）采用创伤愈合实验测定C3H10T1/2细胞的迁移能力。结果表明，NOR-exos能够恢复DEX引起的受影响的迁移能力。克使用显微CT扫描获得PBS、MPS和NOR-exos+MPS组股骨头的重建COR、TRA、SAG、MPR和3-DR图像。MPS组显示软骨、软骨下骨损伤及股骨头畸形。NOR-exo+MPS组股骨头虽然有一个小的骨吸收区，但股骨头没有坏死。小时BV/TV、Tb的定量分析。Sp、Tb。Th和Tb。在三组中进行N次试验。BV/TV，骨体积/组织体积；Tb、。N、 小梁数；Tb、。小梁分离；Tb、。Th，小梁厚度。COR，冠状；TRA，横向；SAG，矢状位；多平面重建；3-DR，三维重建。我HE染色显示MPS可引起S-D大鼠ONFH，NOR-exos可预防MPS暴露大鼠ONF*P（P） < 0.05，与PBS组相比；#P（P） < 0.05，与DEX组相比；N.S.，无显著性。所有数据均表示为平均值 ± 扫描电镜。
请参阅PMC中的此图像和版权信息

类似文章

查看所有类似文章

引用人

查看所有“被引用”文章

工具书类

    1. Lei P，等。基于旋髂深血管移植的带血管髂骨瓣游离移植治疗股骨头坏死。《矫形外科杂志》。2019年外科研究；14:397.-项目管理咨询公司-公共医学
    1. 赵德，刘毅，马C，顾庚，韩东风。迷你综述：干细胞治疗股骨头坏死和药理学方面。货币。药物设计。2019;25:1099–1104.-公共医学
    1. Chughtai M等人。股骨头坏死治疗的循证指南。骨骼Jt。2017年J月；99-B:1267–1279。-公共医学
    1. Liu F，等。非创伤性股骨头坏死患者病因和临床特征的流行病学研究。医学科学研究杂志。2017;22:15.-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Lee YJ，Cui Q，Koo KH。药物治疗在预防或治疗股骨头坏死中是否起作用系统的回顾。骨代谢杂志。2019;26:13–18.-项目管理咨询公司-公共医学

出版物类型

物质