间充质干细胞来源的细胞外囊泡在脑缺血再灌注损伤中的应用制造技术

本发明专利技术提供间充质干细胞来源的细胞外囊泡在脑缺血再灌注损伤中的应用。本发明专利技术研究发现并证实源自间充质干细胞的细胞外囊泡(MSCs‑EVs)可通过脑卒中后的神经发生和血管生成来治疗脑功能障碍和神经保护作用。研究结果表明，MSCs‑EVs可以显著减轻大鼠MCAO后24h和48h的神经功能缺损，减少脑梗死的体积和脑含水量，改善大脑组织皮层的病理损伤以及减弱皮层神经元凋亡并显著上调了p‑AMPK，而下调了p‑JAK2，p‑STAT3和p‑NF‑κB。本发明专利技术为将MSCs‑EVs用作MCAO治疗的潜在治疗策略提供必要支持。

Application of extracellular vesicles derived from mesenchymal stem cells in cerebral ischemia-reperfusion injury

【技术实现步骤摘要】
间充质干细胞来源的细胞外囊泡在脑缺血再灌注损伤中的应用
本专利技术属于生药医药
，具体涉及间充质干细胞来源的细胞外囊泡在脑缺血再灌注损伤中的应用。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。脑血管疾病是世界上第三大死亡原因，也是中国居民最主要的死亡原因之一。其患病率和死亡率逐年上升，给社会和经济带来沉重的负担。缺血性脑卒中占所有脑卒中的75-80％，发病率明显高于出血性脑卒中。缺血性脑卒中的病理类型和发病机理复杂，主要包括细胞凋亡、炎性介质的释放、炎性细胞的浸润、血脑屏障的破坏、炎症因子的分泌和黏附分子的上调。研究表明，脑缺血后细胞凋亡是继发性脑损伤的原因之一，在脑缺血再灌注损伤(CIRI)中起重要作用。尽管缺血性脑卒中后血管内机械取栓或溶栓的时间窗已不同程度的延长，但因手术导致的出血性不良事件仍是困扰临床医师的主要问题。由于缺血性脑卒中的病理生理过程的复杂性，目前尚无彻底有效的治疗方法。因此，探索并发现与CIRI相关的分子机制对于脑缺血后的早期干预具有重要的临床应用价值。细胞外囊泡(extracellularvesicles，EVs)是一种直径30-150nm的膜性囊泡，可由细胞分泌并介导细胞间的信息传递。由于其循环稳定性和低于干细胞的免疫原性，EVs在生物治疗领域具有巨大潜力。由间充质干细胞(MSCs)分泌的EVs称为MSCs-EVs，在心肌梗死，肝纤维化，伤口愈合，阿尔茨海默氏症和脊髓损伤等中均显示出明显的治疗或保护作用。同样，研究证明，MSCs-EVs对脑缺血-再灌注损伤的大鼠具有神经保护作用。腺苷-5'-单磷酸(AMP)依赖的蛋白激酶(AMPK)，作为一种重要的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，经常被称为“代谢主开关”。当细胞能量供应减少时，可以激活AMPK以增加能量产生。激活AMPK可以通过减少能量消耗和增加能量利用来维持细胞代谢稳态，从而促进脑卒中后神经和损伤的修复。凋亡是导致缺血性脑卒中不良预后的主要因素，这其中涉及到几个重要的信号通路。而酪氨酸蛋白激酶/信号转导子和转录激活子(JAK/STAT)信号传导途径家族是大多数细胞因子发挥其生物学功能的重要途径，通常在大脑中广泛表达并在神经细胞凋亡中发挥重要作用。在JAK/STAT家族中，JAK2/STAT3途径是最保守的且与中枢神经系统氧化应激的病理生理密切相关。现已发现JAK2/STAT3信号通路对创伤性脑损伤的神经功能预后和脑缺血有重要影响。此外，核因子-κB(NF-κB)作为典型的促炎信号转导途径，它是炎症介质诱导的关键转录因子，通过靶向该途径减少炎症细胞的浸润和凋亡。然而，专利技术人发现，在缺血-再灌注模型中，MSCs-EVs通过AMPK和JAK2/STAT3/NF-κB信号通路发挥神经保护作用的机制尚不完全清楚。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术提供充质干细胞来源的细胞外囊泡在脑缺血再灌注损伤中的应用。同时本专利技术还研究了由MSCs-EVs介导的AMPK与JAK2/STAT3/NF-κB信号之间的关系。本专利技术证明MSCs-EVs具有神经保护作用，可减轻脑缺血-再灌注导致的神经功能损伤，因此具有重要的临床应用价值。具体的，本专利技术涉及以下技术方案：本专利技术的第一个方面，提供MSCs-EVs在制备预防/或治疗脑缺血再灌注损伤产品中的应用。其中，所述MSCs-EVs为间充质干细胞来源的细胞外囊泡；所述细胞外囊泡直径为30-150nm；更进一步的，所述MSCs-EVs为骨髓间充质干细胞来源的细胞外囊泡。根据本专利技术，“预防和/或治疗”的概念表示任一适用于治疗脑缺血再灌注损伤相关疾病的措施，或者对于这种表现的疾病或所表现出来的症状进行预防性治疗，或者避免这种疾病的复发，例如在结束了治疗时间段之后的复发或对已经发作的疾病的症状进行治疗，或者预先介入性的防止或抑制或减少该类疾病或症状的发生。本专利技术的第二个方面，提供一种产品，所述产品活性成分包括MSCs-EVs；所述产品具有预防/或治疗脑缺血再灌注损伤的作用，更具体的，其具有如下任意一种或多种用途：(a)减轻大脑中动脉梗塞导致的神经功能缺损；(b)减轻大脑中动脉梗塞导致的脑水含量增加；(c)减少大脑中动脉梗塞导致的脑梗死面积；(d)促进p-AMPK的上调表达；(e)抑制p-JAK2，p-STAT3和p-NF-κB的上调表达；(f)减轻大脑中动脉梗塞导致的病理损伤；(g)减少大脑中动脉梗塞导致的细胞凋亡；(h)促进血管的生长和修复；(i)刺激神经细胞的生长、修复和再生。所述MSCs-EVs为骨髓间充质干细胞来源的细胞外囊泡。需要说明的是，所述药物可以是任何适宜的剂型，如悬浮剂、乳化剂等。本专利技术的第三个方面，提供MSCs-EVs在如下任意一种或多种产品中的应用：(1)p-AMPK促进剂；(2)p-JAK2抑制剂；(3)p-STAT3抑制剂；(4)p-NF-κB抑制剂。以上一个或多个技术方案的有益技术效果：研究发现并证实MSCs-EVs对脑缺血再灌注损伤具有神经保护作用。具体的，利用大脑中动脉梗塞(MCAO)模型进行研究表明，MSCs-EVs的保护机制可通过AMPK和JAK2/STAT3/NF-κB信号通路来调节。具体的，MSCs-EVs减少脑组织中神经细胞的凋亡，减轻了大脑中动脉梗塞诱导的大鼠组织损伤，同时还具有减轻神经功能缺损、脑水含量增加等症状。上述技术方案为MSCs-EVs开辟了新的药物用途，也为开发高效的防治脑缺血再灌注损伤相关药物奠定实验基础并提供新的视野。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为本专利技术实施例中MSCs-EVs的特性相关图。(A)使用蛋白质印迹法分析EVs表面特异性标志物(TSG101和CD9)的表达。(B)通过透射电子显微镜观察MSCs-EVs的形态(比例尺＝100nm)。(C)通过使用NanoSight分析了MSCs-EVs的大小。图2为本专利技术实施例中在MCAO后24h和48h大鼠神经功能缺损评分和脑水含量相关图。(A)MCAO和Sham组在MCAO后24h和48h的神经功能评分。(B)在24h和48h，MCAO和Sham组中大鼠脑的脑水含量。数据表示为平均值±SD(n＝3)。*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001，根据ANOVA和Bonferroni检验进行事后比较。图3为本专利技术实施例中MSCs-EVs对MCAO后的脑梗死的影响相关图。(A)MCAO后24h和48h代表性的大鼠TTC染色冠状切片。(B)脑梗死体积的定量分析。数据表示为平均值±SD(n＝3)。根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.MSCs-EVs在制备预防/或治疗脑缺血再灌注损伤产品中的应用；/n其中，所述MSCs-EVs为间充质干细胞来源的细胞外囊泡。/n

【技术特征摘要】
1.MSCs-EVs在制备预防/或治疗脑缺血再灌注损伤产品中的应用；
其中，所述MSCs-EVs为间充质干细胞来源的细胞外囊泡。


2.如权利要求1所述应用，其特征在于，所述细胞外囊泡直径为30-150nm。


3.如权利要求1所述应用，其特征在于，所述MSCs-EVs为骨髓间充质干细胞来源的细胞外囊泡。


4.一种产品，其特征在于，所述产品活性成分包括权利要求1-3任一项所述MSCs-Evs；所述产品用于预防/或治疗脑缺血再灌注损伤。


5.如权利要求4所述产品，其特征在于，所述产品具有如下任意一种或多种用途：
(a)减轻大脑中动脉梗塞导致的神经功能缺损；
(b)减轻大脑中动脉梗塞导致的脑水含量增加；
(c)减少大脑中动脉梗塞梗死体积；
(d)促进p-AMPK的上调表达；
(e)抑制p-JA...

【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，王贞，韩敏，薛皓，曹颖，初锡丽，辛丹清，李婷婷，柯鸿飞，
申请(专利权)人：山东大学齐鲁医院，
类型：发明
国别省市：山东;37