摘要：肾脏缺血 - 再灌注损伤是临床常见且严重的问题，会导致急性肾损伤等不良后果。本研究聚焦于人脐带间充质干细胞来源的外泌体（HUMSC - EVs），探讨其对肾脏缺血 - 再灌注损伤的影响及潜在机制。通过实验研究发现，HUMSC - EVs能够下调细胞衰老、上调细
人脐带间充质干细胞来源的外泌体对肾脏缺血 - 再灌注损伤的作用
摘要：肾脏缺血 - 再灌注损伤是临床常见且严重的问题，会导致急性肾损伤等不良后果。本研究聚焦于人脐带间充质干细胞来源的外泌体（HUMSC - EVs），探讨其对肾脏缺血 - 再灌注损伤的影响及潜在机制。通过实验研究发现，HUMSC - EVs能够下调细胞衰老、上调细胞增殖，从而减轻细胞损伤情况，其治疗作用与MAPK通路相关。体内注射HUMSC - EVs可通过Ras - pERK - Ets1 - p53通路调节细胞衰老，减轻肾损伤并促进肾小管上皮细胞增殖。本研究为肾脏缺血 - 再灌注损伤的治疗提供了新的潜在策略。
关键词：人脐带间充质干细胞；外泌体；肾脏缺血 - 再灌注损伤；细胞衰老；细胞增殖
一、引言
肾脏缺血 - 再灌注损伤（IRI）是肾脏手术、创伤、休克等临床情况下常见的病理过程，可引发急性肾损伤（AKI），严重时可导致慢性肾功能衰竭，甚至危及生命。尽管目前在肾脏IRI的治疗方面取得了一定进展，但仍缺乏有效的治疗方法。
干细胞治疗作为一种新兴的治疗手段，在肾脏疾病治疗中展现出了潜在的应用价值。人脐带间充质干细胞（HUMSC）具有多向分化潜能、免疫调节和旁分泌等特性。外泌体是干细胞分泌的一种纳米级细胞外囊泡，可携带多种生物活性分子，在细胞间通讯中发挥重要作用。越来越多的研究表明，干细胞来源的外泌体在组织修复和再生中具有重要作用。本研究旨在探讨HUMSC - EVs对肾脏IRI的影响及其潜在机制。
二、材料与方法
（一）实验动物与分组
选用健康成年雄性SD大鼠，随机分为假手术组、IRI模型组、HUMSC - EVs治疗组。
（二）外泌体的提取与鉴定
从培养的HUMSC中提取外泌体，采用透射电子显微镜、纳米颗粒跟踪分析和Western blot等技术对外泌体进行鉴定。
（三）肾脏IRI模型的建立
通过夹闭肾蒂一定时间后再开放的方法建立肾脏IRI模型。
（四）HUMSC - EVs治疗
在肾脏IRI后，给予HUMSC - EVs治疗组大鼠尾静脉注射一定剂量的HUMSC - EVs。
（五）检测指标
肾功能指标：检测血清肌酐（SCr）和尿素氮（BUN）水平。
组织学观察：对肾脏组织进行HE染色，观察病理变化。
细胞衰老相关指标：检测衰老相关β - 半乳糖苷酶（SA - β - gal）活性、p16、p21等衰老相关蛋白的表达。
细胞增殖指标：检测Ki - 67等细胞增殖相关蛋白的表达。
信号通路相关指标：采用Western blot检测MAPK通路相关蛋白的表达。
（六）转录组测序分析
对不同组的细胞进行转录组测序分析，以探索HUMSC - EVs作用的分子机制。
三、结果
（一）外泌体的鉴定
透射电子显微镜显示外泌体呈典型的杯状结构，纳米颗粒跟踪分析确定其粒径分布在合适范围内，Western blot检测到外泌体特异性标志物的表达。
（二）HUMSC - EVs对肾功能的影响
与IRI模型组相比，HUMSC - EVs治疗组血清SCr和BUN水平显著降低，表明HUMSC - EVs能够改善肾脏功能。
（三）HUMSC - EVs对肾脏组织病理变化的影响
HE染色结果显示，IRI模型组肾脏组织出现明显的肾小管坏死、间质水肿等病理改变，而HUMSC - EVs治疗组病理损伤明显减轻。
（四）HUMSC - EVs对细胞衰老和增殖的影响
HUMSC - EVs治疗组SA - β - gal活性降低，p16、p21等衰老相关蛋白表达减少，同时Ki - 67等细胞增殖相关蛋白表达增加，表明HUMSC - EVs能够下调细胞衰老、上调细胞增殖。
（五）HUMSC - EVs作用的信号通路机制
Western blot结果显示，HUMSC - EVs治疗组MAPK通路相关蛋白的磷酸化水平发生改变，提示HUMSC - EVs的治疗作用与MAPK通路相关。进一步研究发现，体内注射HUMSC - EVs能够通过Ras - pERK - Ets1 - p53通路调节细胞衰老。
（六）转录组测序分析结果
转录组测序分析发现了一系列与HUMSC - EVs治疗作用相关的差异表达基因，这些基因主要参与细胞衰老、增殖、炎症反应等生物学过程。
四、讨论
肾脏IRI是一个复杂的病理过程，涉及氧化应激、炎症反应、细胞凋亡和衰老等多种机制。本研究结果表明，HUMSC - EVs能够显著改善肾脏IRI后的肾功能，减轻肾脏组织病理损伤。其作用机制可能与下调细胞衰老、上调细胞增殖有关。
细胞衰老在肾脏IRI的发生发展中起重要作用。衰老的肾小管上皮细胞会分泌一系列细胞因子和炎症介质，形成衰老相关分泌表型（SASP），进一步加重肾脏损伤。本研究发现HUMSC - EVs能够降低SA - β - gal活性，减少p16、p21等衰老相关蛋白的表达，从而抑制细胞衰老。同时，HUMSC - EVs还能促进Ki - 67等细胞增殖相关蛋白的表达，促进肾小管上皮细胞增殖，有利于肾脏组织的修复。
MAPK通路在细胞的生长、增殖、分化和凋亡等过程中发挥重要作用。本研究表明HUMSC - EVs的治疗作用与MAPK通路相关，体内注射HUMSC - EVs能够通过Ras - pERK - Ets1 - p53通路调节细胞衰老。这提示HUMSC - EVs可能通过调节MAPK通路来发挥其对肾脏IRI的保护作用。
转录组测序分析为我们深入了解HUMSC - EVs的作用机制提供了更多线索。通过对差异表达基因的分析，我们发现了一些新的潜在靶点和信号通路，有待进一步研究。
五、结论
本研究表明，人脐带间充质干细胞来源的外泌体具有肾脏保护作用，能够下调细胞衰老、上调细胞增殖，从而减轻肾脏缺血 - 再灌注损伤。其治疗作用与MAPK通路相关，体内注射HUMSC - EVs可通过Ras - pERK - Ets1 - p53通路调节细胞衰老，促进肾小管上皮细胞增殖。本研究为肾脏移植中的器官保存和组织修复提供了一种潜在的治疗策略，同时也为进一步深入研究外泌体在肾脏疾病治疗中的应用奠定了基础。未来的研究可以进一步探讨HUMSC - EVs与其他治疗方法联用的效果，以及优化外泌体的制备和给药方式，以提高其治疗效果和临床应用价值。
来源：医学顾事