骨髓间充质干细胞来源外泌体对糖心病中STING-NLRP3介导细胞焦亡的作用

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成果单位：首都医科大学附属北京安贞医院

合作方式：合作开发

所处阶段：概念

关键词：糖尿病心肌病心肌细胞超声心动图组织病理学蛋白印迹RT-qPCRELISA

成果评价

总得分（满分100）

资本强度（满分0）

该成果得分：0

小果解读

核心问题

糖尿病心肌病（DCM）作为糖尿病的严重并发症，是导致糖尿病患者死亡的主要原因，而当前治疗选择有限，亟需探索新的有效治疗手段。

解决方案

通过建立糖尿病大鼠模型及体外高糖刺激的H9C2心肌细胞模型，研究骨髓间充质干细胞来源外泌体（BMMSCs-Exo）的作用。体内实验将大鼠随机分为五组，包括对照组、糖尿病模型组、二甲双胍治疗组及低、高剂量BMMSCs-Exo治疗组；体外实验将心肌细胞暴露于高糖环境并分组治疗。利用超声心动图、组织病理学分析、蛋白质印迹、逆转录定量聚合酶链反应、酶联免疫吸附试验等技术评估心脏功能、纤维化、炎症标志物及信号通路活性。结果显示，BMMSCs-Exo通过激活腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）信号传导并抑制核因子κB（NF-κB）/NOD样受体蛋白3（NLRP3）信号通路，改善DCM中的代谢失调、心肌炎症和纤维化，增强心脏功能。

竞争优势

本研究为DCM的发病机制提供了新的见解，首次揭示了BMMSCs-Exo通过AMPK/NF-κB/NLRP3信号通路改善DCM的具体分子机制。BMMSCs-Exo作为一种安全有效的无细胞治疗候选物，避免了细胞治疗的潜在风险，具有较高的临床转化潜力，为DCM治疗提供了新的策略和方向。

成果描述

成果公开日期

20251220

所属产业领域

卫生和社会工作

转化意向范围

可国（境）内外转让

项目名称

北京市自然科学基金项目

项目课题来源

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

摘要

研究背景：糖尿病心肌病（DCM）是糖尿病的一种严重并发症，也是导致糖尿病患者死亡的主要原因。目前的治疗选择仍然有限。间充质干细胞（MSCs）及其分泌的外泌体在多种疾病中显示出治疗潜力。然而，骨髓间充质干细胞来源的外泌体（BMMSCs-Exo）在DCM中的确切作用和分子机制尚不完全清楚。研究方法：建立糖尿病大鼠模型，并将其随机分为五组：对照组（Control）、糖尿病模型组（DM）、二甲双胍治疗组（Met）、低剂量BMMSCs-Exo组（Low-Exo）和高剂量BMMSCs-Exo组（High-Exo）进行体内研究。在体外实验中，将H9C2心肌细胞暴露于高糖（HG）环境并分为相应的治疗组。通过超声心动图、组织病理学分析、蛋白质印迹（Western blot）、逆转录定量聚合酶链反应（RT-qPCR）、酶联免疫吸附试验（ELISA）和其他分子生物学技术评估心脏功能、纤维化改变、炎症标志物和信号通路活性。研究结果：成功分离并表征了BMMSCs-Exo。在糖尿病大鼠中，给予BMMSCs-Exo改善了代谢特征，减轻了全身炎症，增强了心脏功能，并减少了心肌纤维化。在高糖刺激的H9C2心肌细胞中，BMMSCs-Exo治疗抑制了炎症反应和细胞凋亡。机制上，BMMSCs-Exo的心脏保护作用涉及腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）的激活以及对核因子κB（NF-κB）/NOD样受体蛋白3（NLRP3）信号通路的抑制。研究结论：本研究表明，BMMSCs-Exo通过激活AMPK信号传导并抑制NF-κB/NLRP3炎症通路，从而改善DCM中的代谢失调、心肌炎症和纤维化，并改善心脏功能。这些发现为DCM的发病机制提供了新的见解，并强调了BMMSCs-Exo作为一种安全有效的无细胞治疗候选物，为未来的临床转化奠定了基础。