脂肪来源间充质干细胞及外泌体对地塞米松诱导肌肉减少症小鼠的治疗作用

背景：肌肉减少症是一种增龄相关的骨骼肌肉量减少、肌肉力量下降和/或躯体功能减退的老年性疾病。目前，针对肌肉减少症的有效治疗手段仍然匮乏，探索新的治疗方法以改善肌肉减少症患者的症状和预后具有重要的临床意义。目的：探讨犬脂肪来源间充质干细胞及外泌体对地塞米松诱导的小鼠肌肉减少症模型的影响。方法：从犬脂肪组织中分离并培养脂肪间充质干细胞，通过流式细胞术和成骨、成脂肪、成软骨分化实验进行细胞鉴定及功能评估。随后提取脂肪间充质干细胞外泌体，通过透射电镜、Western blot、库尔特纳米单颗粒检测技术对外泌体进行表征。在体外，使用地塞米松诱导C2C12肌管萎缩模型和C2C12衰老模型，观察犬脂肪来源间充质干细胞及外泌体对肌管生长和肌肉萎缩基因表达的影响。在体内，使用地塞米松诱导构建小鼠肌少症模型，腹腔或静脉注射犬脂肪间充质干细胞治疗，通过小鼠转棒行为学研究、组织病理检查、肌肉萎缩基因检测进行疗效评估。结果与结论：(1)分离的犬脂肪间充质干细胞高表达CD73、CD90、CD105，低表达MHC-Ⅱ、CD14、CD19、CD34、CD45，在体外能够成功分化为成骨、成脂和成软骨细胞；(2)脂肪间充质干细胞外泌体粒径大小、电镜形态、特异性标志物阳性表达符合鉴定标准；(3)与地塞米松诱导的萎缩C2C12细胞相比，脂肪间充质干细胞及外泌体治疗后均可促进肌管的恢复和生长，抑制肌肉萎缩相关基因MuRF1和Atrogin-1的表达；(4)与衰老C2C12细胞组比，脂肪间充质干细胞及外泌体可显著促进衰老细胞肌管的恢复和生长；(5)与对照组小鼠相比，地塞米松诱导的肌少症模型小鼠在棒时间显著减少(P<0.01)，脂肪间充质干细胞腹腔和静脉给药后7 d(P<0.01,P<0.01)和10 d(P<0.01,P<0.05)均可显著增加在棒时间，给药后14 d，各治疗组小鼠在棒时间均高于模型组，但无显著差异；(6)与对照组相比，地塞米松组胫前肌肌管面积显著减小(P<0.01)，脂肪间充质干细胞腹腔和静脉给药后可显著增加胫前肌肌管横截面积(P<0.05,P<0.01);(7)与地塞米松组相比，脂肪间充质干细胞腹腔和静脉给药可显著抑制MuRF1和Atrogin-1基因表达(P<0.01,P<0.01,P<0.01,P<0.01)。结果表明，脂肪来源间充质干细胞及外泌体可通过抑制肌肉萎缩基因表达，促进萎缩肌管细胞恢复和生长，腹腔和静脉注射脂肪来源间充质干细胞均对肌肉减少症小鼠有良好的治疗作用。