circRNA SIPA1L1修饰牙髓干细胞来源外泌体促血管生成能力的机制

doi:10.3969/j.issn.1006-5725.2024.09.006

摘要/Abstract

摘要：

目的探究环状RNA（circRNA）信号诱导增殖相关蛋白1样蛋白1（SIPA1L1）修饰的人牙髓干细胞（hDPSC）来源外泌体（Exo）对人脐静脉内皮细胞（HUVEC）血管生成能力的影响及机制。方法从牙髓组织分离培养hDPSC，将circSIPA1L1过表达质粒载体转染至hDPSC后，分离Exo并进行鉴定。将HUVEC分为对照组、hDPSC Exo组、circSIPA1L1-hDPSC Exo组，培养48 h后，Matrigel基质胶血管形成实验检测血管形成能力，qRT-PCR和Western blot测定血管内皮细胞生长因子（VEGF）、血管内皮细胞生长因子受体2（VEGFR2）、胎盘生长因子（PGF）的表达水平。结果从未转染的hDPSC与转染circSIPA1L1的hDPSC中成功分离出Exo，且相较于hDPSC来源的Exo，转染circSIPA1L1的hDPSC来源的 Exo中circSIPA1L1相对表达量显著上调（P < 0.05）。与hDPSC Exo组比较，circSIPA1L1-hDPSC Exo组HUVEC的管样结构形成数目显著增加（P < 0.05），VEGF、VEGFR2、PGF mRNA与蛋白相对表达量也显著上调（P<0.05）。结论 circRNA SIPA1L1修饰hDPSC来源的Exo能够促进血管生成，其机制可能与上调VEGF、VEGFR2、PGF的表达水平有关。

关键词: 牙髓干细胞, 环状RNA, 信号诱导增殖相关蛋白1样蛋白1, 外泌体, 血管生成

Abstract:

Objective To investigate the effect of human pulp stem cells （hDPSC） -derived exosomes （Exo） modified by circRNA （circRNA） signal-induced proliferation-associated protein-like 1 （SIPA1L1） on the angiogenesis of human umbilical vein endothelial cells （HUVEC）. Methods hDPSC was isolated and cultured from pulp tissue， the circSIPA1L1 overexpression plasmid was transfected into hDPSC， and Exo was isolated and identified. HUVEC was divided into control group， hDPSC Exo group and circSIPA1L1-hDPSC Exo group. After culture for 48 h， the vasculoformation ability was detected by Matrigel matrix gel vasculoformation test， the expression levels of vascular endothelial growth factor （VEGF）， vascular endothelial growth factor receptor 2 （VEGFR2） and placental growth factor （PGF） were determined by qRT-PCR and Western blot. Results The Exo was successfully isolated from the untransfected hDPSC and the hDPSC transfected with circSIPA1L1， and compared with the HDPSC-derived Exo， the relative expression of circSIPA1L1 in the hDPSC Exo transfected with circSIPA1L1 was significantly up-regulated （P < 0.05）. Compared with hDPSC Exo group， the number of HUVEC tubular structures in circSIPA1L1-hDPSC Exo group was significantly increased （P < 0.05）， and the mRNA and protein relative expressions of VEGF， VEGFR2 and PGF were also significantly up-regulated （P < 0.05）. Conclusions Modification of hDPSC-derived Exo by circRNA SIPA1L1 can promote angiogenesis， and the mechanism may be related to up-regulation of VEGF， VEGFR2 and PGF expression levels.

Key words: dental pulp stem cell, circRNA, signal-induced proliferation-associated protein-like protein-1, exosome, angiogenesis

中图分类号:

R781

刘景,冷春涛,王艳. circRNA SIPA1L1修饰牙髓干细胞来源外泌体促血管生成能力的机制[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(9): 1211-1217.

Jing LIU,Chuntao LENG,Yan. WANG. Study on the angiogenic ability of exosomes derived from dental pulp stem cells modified by circRNA SIPA1L1[J]. The Journal of Practical Medicine, 2024, 40(9): 1211-1217.

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参考文献 26

1	CHEN Y， WANG X， WU Z， et al. Epigenetic regulation of dental-derived stem cells and their application in pulp and periodontal regeneration［J］. Peer J， 2023， 11：e14550. doi:10.7717/peerj.14550 doi: 10.7717/peerj.14550
2	VASEENON S， WEEKATE K， SRISUWAN T， et al. Observation of inflammation， oxidative stress， mitochondrial dynamics， and apoptosis in dental pulp following a diagnosis of irreversible pulpitis［J］. Eur Endod J， 2023， 8（2）：148-155.
3	WANG X， CAI Y， ZHANG M， et al. Effect of biodentine on odonto/osteogenic differentiation of human dental pulp Stem Cells［J］. Bioengineering （Basel），2022，10（1）：12. doi:10.3390/bioengineering10010012 doi: 10.3390/bioengineering10010012
4	YUAN S M， YANG X T， ZHANG S Y， et al. Therapeutic potential of dental pulp stem cells and their derivatives： Insights from basic research toward clinical applications［J］. World J Stem Cells， 2022， 14（7）：435-452. doi:10.4252/wjsc.v14.i7.435 doi: 10.4252/wjsc.v14.i7.435
5	ITOH Y， SASAKI J I， HASHIMOTO M， et al. Pulp regeneration by 3-dimensional dental pulp stem cell constructs［J］. J Dent Res， 2018， 97（10）：1137-1143. doi:10.1177/0022034518772260 doi: 10.1177/0022034518772260
6	张爱玲，李薇，郝祖慧，等. 干细胞治疗产品临床试验方案中受试者纳入、排除标准分析［J］. 中国临床药理学杂志，2023，39（14）：2103-2106.
7	李永波，郭阶雨，孟丹. 化学重编程多能干细胞与再生医学［J］.生命的化学，2023，43（7）：1012-1019.
8	YANG D， ZHANG W， ZHANG H， et al. Progress， opportunity， and perspective on exosome isolation-efforts for efficient exosome-based theranostics［J］. Theranostics， 2020， 10（8）：3684-3707. doi:10.7150/thno.41580 doi: 10.7150/thno.41580
9	王宏播，卞康晴，郭灵怡，等. 外泌体用于疾病诊疗和药物递送的研究进展［J］. 药学实践与服务，2023，41（5）：265-272+320.
10	吴田方，戴东，王常元. circ-0008583结合EIF4A3蛋白促进肝癌细胞增殖并抑制其凋亡［J］. 实用医学杂志，2022，38（9）：1088-1093. doi:10.3969/j.issn.1006-5725.2022.09.009 doi: 10.3969/j.issn.1006-5725.2022.09.009
11	CHEN L L. The expanding regulatory mechanisms and cellular functions of circular RNAs［J］. Nat Rev Mol Cell Biol， 2020，21（8）：475-490. doi:10.1038/s41580-020-0243-y doi: 10.1038/s41580-020-0243-y
12	JIAO K， WALSH L J， IVANOVSKI S， et al. The emerging regulatory role of circular RNAs in periodontal tissues and cells［J］. Int J Mol Sci， 2021， 22（9）：4636. doi:10.3390/ijms22094636 doi: 10.3390/ijms22094636
13	GE X， LI Z， ZHOU Z， et al. Circular RNA SIPA1L1 promotes osteogenesis via regulating the miR-617/Smad3 axis in dental pulp stem cells［J］. Stem Cell Res Ther， 2020， 11（1）：364. doi:10.1186/s13287-020-01877-3 doi: 10.1186/s13287-020-01877-3
14	黄梦妤，刘生波. 牙髓再生技术应用于成熟恒牙的挑战及应对策略［J］. 口腔医学研究，2022，38（10）：922-925.
15	浦蕊伊，罗玉婷，李蒙，等. 牙髓血管再生及再血管化的研究进展［J］. 临床医学研究与实践，2021，6（17）：192-194.
16	SHEN Z， KUANG S， ZHANG Y， et al. Chitosan hydrogel incorporated with dental pulp stem cell-derived exosomes alleviates periodontitis in mice via a macrophage-dependent mechanism［J］. Bioact Mater， 2020， 5（4）：1113-1126. doi:10.1016/j.bioactmat.2020.07.002 doi: 10.1016/j.bioactmat.2020.07.002
17	GANESH V， SEOL D， GOMEZ-CONTRERAS P C， et al. Exosome-based cell homing and angiogenic differentiation for dental pulp regeneration［J］. Int J Mol Sci， 2022， 24（1）：466. doi:10.3390/ijms24010466 doi: 10.3390/ijms24010466
18	SHIMIZU Y， TAKEDA-KAWAGUCHI T， KURODA I， et al. Exosomes from dental pulp cells attenuate bone loss in mouse experimental periodontitis［J］. J Periodontal Res， 2022， 57（1）：162-172. doi:10.1111/jre.12949 doi: 10.1111/jre.12949
19	ZENG J， HE K， MAI R， et al. Exosomes from human umbilical cord mesenchymal stem cells and human dental pulp stem cells ameliorate lipopolysaccharide-induced inflammation in human dental pulp stem cells［J］. Arch Oral Biol， 2022， 138：105411. doi:10.1016/j.archoralbio.2022.105411 doi: 10.1016/j.archoralbio.2022.105411
20	HUANG X， QIU W， PAN Y， et al. Exosomes from LPS-Stimulated hDPSCs activated the angiogenic potential of HUVECs in vitro［J］. Stem Cells Int， 2021， 2021：6685307. doi:10.1155/2021/6685307 doi: 10.1155/2021/6685307
21	PEI X， YE S， JIN G， et al. Overexpression of circRNA-001175 promotes proliferation and angiogenesis and inhibits apoptosis of the human umbilical vein endothelial cells （HUVECs） induced by high glucose［J］. Int J Clin Exp Pathol， 2018， 11（1）：359-366.
22	QIU J， CHEN R， ZHAO L， et al. Circular RNA circGSE1 promotes angiogenesis in ageing mice by targeting the miR-323-5p/NRP1 axis［J］. Aging （Albany NY）， 2022， 14（7）：3049-3069. doi:10.18632/aging.203988 doi: 10.18632/aging.203988
23	GRIFFIOEN A W， DUDLEY A C. The rising impact of angiogenesis research［J］. Angiogenesis， 2022， 25（4）：435-437. doi:10.1007/s10456-022-09849-2 doi: 10.1007/s10456-022-09849-2
24	GOSWAMI A G， BASU S， HUDA F， et al. An appraisal of vascular endothelial growth factor （VEGF）： the dynamic molecule of wound healing and its current clinical applications［J］. Growth Factors， 2022， 40（3/4）：73-88. doi:10.1080/08977194.2022.2074843 doi: 10.1080/08977194.2022.2074843
25	BOSMA E K， DARWESH S， ZHENG J Y， et al. Quantitative assessment of the apical and basolateral membrane expression of VEGFR2 and NRP2 in VEGF-A-stimulated cultured human umbilical vein endothelial cells［J］. J Histochem Cytochem， 2022， 70（8）：557-569. doi:10.1369/00221554221115767 doi: 10.1369/00221554221115767
26	BALSER C， WOLF A， HERB M， et al. Co-inhibition of PGF and VEGF blocks their expression in mononuclear phagocytes and limits neovascularization and leakage in the murine retina［J］. J Neuroinflammation， 2019， 16（1）：26. doi:10.1186/s12974-019-1419-2 doi: 10.1186/s12974-019-1419-2

[1]	罗珊,冯莹,范丹丹,郑雯鑫,郭兴荣,阮绪芝. 血管生成素样蛋白8敲除减轻脂多糖诱导的肝脏脂质沉积[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(9): 1197-1203.
[2]	陈甫,刘斌,和帅军,赵勇,王伟周. 男性不育患者精液质量与精浆微量元素水平及精浆外泌体miR-184水平的关系[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(7): 930-935.
[3]	肖俐,罗淑敏,徐芳,路鹏鹏,邢恩鸿,李伟华. 培养时间对小鼠树突状细胞及其外泌体免疫相关膜蛋白的影响[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(7): 941-947.
[4]	程玉鑫,刘亮,董适毓,李胜超,张萌. 外泌体蛋白、mRNA及非编码RNA调节肝癌发生和发展的研究进展[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(6): 748-755.
[5]	陈舒,张静蕾,荣康,张楠,孙维义. 外泌体在胃癌远处转移和耐药性中的研究进展[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(6): 870-876.
[6]	罗青,黄金金,任婷婷,周瑞华,徐栋花,王振华,王国颖. 人脐带干细胞外泌体对人毛乳头细胞增殖的影响[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(20): 2828-2834.
[7]	陈灿伟,廖壮文,范子文,黄帅,黄彦,陈斌伟. 溶酶体相关膜蛋白3通过VEGF/AKT通路抑制PC-3细胞增殖、转移及血管生成[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(2): 182-187.
[8]	许姣,张旻,谢国钢. 肥大细胞来源的外泌体在支气管哮喘中的研究进展[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(15): 2194-2198.
[9]	杨洁,李春红,黄婧菲,陈治伟,柳林. hsa_circ_0003922在子宫内膜样癌中的表达及意义[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(14): 1975-1980.
[10]	梁亚鹏,张朝普,张浩,王中群. 急性心肌梗死患者血清ANGPTL8、KLF2表达与冠脉病变程度及主要心脏不良事件发生的关系[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(13): 1827-1832.
[11]	潘春玲,易雪丽,苏丽,袁胜山,韦贵将. 环状RNA与动脉粥样硬化性缺血性脑卒中的研究进展[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(12): 1755-1761.
[12]	杨昌恒,陈颖,张中元,马庆庆. 肺泡灌洗液外泌体表皮生长因子受体基因突变检测对晚期非小细胞肺癌患者的临床意义[J]. 实用医学杂志, 2024, 40(1): 48-52.
[13]	郝剑韩磊 . 血清外泌体microRNAs 单一及组合panel 对结直肠癌的诊断价值 [J]. 实用医学杂志, 2023, 39(3): 364-373.
[14]	侯勇哲, 张琴赵霄晨何苗鱼玲玲, 白海吴涛 . 间充质干细胞来源的胞外囊泡在急性肺损伤治疗中的研究进展 [J]. 实用医学杂志, 2023, 39(3): 390-394.
[15]	武万超,韩宇环,李丽洁. 丹参酮ⅡA调节Fas/FasL信号通路对脂多糖诱导的牙髓干细胞增殖和凋亡的影响[J]. 实用医学杂志, 2023, 39(24): 3182-3187.