摘要
本研究旨在比较骨髓间充质干细胞(BM-MSC)外泌体与可注射富血小板纤维蛋白(i-PRF)对老年白化大鼠下颌下唾液腺(SMG)的结构与功能修复效果。实验使用40只健康雄性白化大鼠,其中2只用于获取BM-MSC,10只用于制备i-PRF,7只成年大鼠(6-8月龄)作为对照组(第1组)。其余21只老年大鼠(18-20月龄)分为三组:第2组不治疗,第3组每只注射50μg/kg BM-MSC外泌体,第4组每只注射0.2mL i-PRF。一个月后通过组织学观察结构变化,免疫组化检测水通道蛋白5(AQP5)表达,ELISA检测神经生长因子(NGF)水平。结果显示,老年组腺体结构退化、导管系统紊乱;治疗组腺泡排列规整,导管系统恢复,其中外泌体组AQP5表达显著升高,NGF水平降低。研究表明,间充质干细胞外泌体与i-PRF均可缓解老年唾液腺损伤,但外泌体在结构修复和功能恢复方面更具优势。
引言
下颌下腺(SMG)是第二大唾液腺,分泌含有黏蛋白、酶类和信号分子的唾液,维持口腔黏膜润滑与保护。该腺体表达的水通道蛋白5(AQP5)对液体分泌至关重要,神经生长因子(NGF)则参与口腔黏膜修复。衰老会导致SMG结构改变、唾液成分变化及流量减少,引发口腔健康问题。
组织工程技术通过干细胞、生物材料和生化信号重建自然器官环境。但干细胞疗法存在致瘤性、免疫排斥等风险,促使研究转向其旁分泌效应因子——外泌体。这种30-200nm的脂质双分子层囊泡可通过转移RNA等遗传物质介导细胞通讯,成为无细胞治疗的新方案。i-PRF作为第二代富血小板制剂,通过持续释放生长因子促进组织再生。
材料与方法
2.1 BM-MSC培养与外泌体分离
从2只10周龄雄性大鼠胫骨获取骨髓,在37℃、5%CO₂培养箱中扩增至80-90%融合度。采用超速离心法提取第三代细胞上清液中的外泌体(50-100nm),透射电镜鉴定其双层膜结构。
2.2 实验动物分组
28只雄性Wistar大鼠分为4组:
- 成年对照组(6-8月龄)
- 老年未治疗组(18-20月龄)
- 外泌体治疗组(注射50μg/kg外泌体)
- i-PRF治疗组(注射0.2mL i-PRF)
2.3 组织处理与检测
治疗1个月后处死动物,取SMG组织进行:
- HE染色观察组织结构
- 免疫组化检测AQP5表达(兔抗AQP5抗体,1:50)
- ELISA检测NGF水平(试剂盒E0539Ra)
结果
3.1 组织学变化
- 成年组:腺泡紧密排列,纹状导管基底纹清晰
- 老年组:腺泡间距增大,导管连续性丧失,胞浆空泡化
- 外泌体组:腺泡排列规整,导管结构恢复,血管扩张充血
- i-PRF组:腺泡间距减小,导管基底纹部分恢复
3.2 分子表达差异
组别 | AQP5表达面积% | NGF浓度(ng/L) |
---|---|---|
成年对照组 | 28.6±3.2 | 124.5±18.7 |
老年未治疗组 | 11.4±2.5 | 217.3±25.6 |
外泌体治疗组 | 35.8±4.1▲ | 136.2±21.4 |
i-PRF治疗组 | 25.7±3.6 | 118.9±16.5 |
▲:与其它组比较P<0.05
讨论
外泌体组AQP5表达显著升高,可能通过以下机制:
- 促进MSC增殖与分化
- 抗氧化作用中和ROS
- 调节炎症反应
- 微RNA-126抑制炎症因子
i-PRF的治疗效果与其促进血管生成、调节巨噬细胞表型相关。两种疗法均通过不同途径改善衰老相关结构退化,但外泌体在功能恢复方面更具优势,可能与其携带的生长因子、趋化因子和miRNA的协同作用有关。
结论
衰老导致下颌下腺结构退化,BM-MSC外泌体与i-PRF均能有效改善腺体结构,其中外泌体通过上调AQP5表达在功能恢复方面效果更显著。未来研究需探索联合治疗方案以进一步提升疗效。
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