人脐带间充质干细胞来源的microvesicles对AD的治疗作用及其机制研究

β -amyloid (Aβ) neurotoxicity and immuno-inflammation induced by activation of microglia is important in the pathogenesis of AD. Recent therapy focuses on reducing oxidative stress and nerve loss, as well as regulating immuno-inflammation of microglia. Mesenchymal stem cells (MSCs) can secrete microvesicles (MVs), which can mimic the function of MSCs. MVs opens new prospects for AD "cell-free" therapy. Studies have shown that inducing inflammatory setting on MSCs can make higer TGFβ secretion levels of MVs. On this basis, we infuse the human umbilical cord MSCs derived MVs (HUMSC-MVs) or inflammatory cytokines stimulated HUMSC MVs (S-HUMSC-MVs) into AD mice model. We study the effect of HUMSC-MVs or S-HUMSC-MVs on behavior, Aβ deposition, oxidative stress, neurogenesis and immuno-inflammation. We explore cellular and molecular mechanisms of alternative activation of microglia (M2) by regulating the expression of TGFβ. MVs infusion is new and safe therapy for AD.

β淀粉样蛋白(Aβ)导致的神经毒性作用以及小胶质细胞激活导致的免疫炎症反应是AD的重要发病机制。减轻Aβ神经毒性作用导致的氧化应激损伤和神经丢失，以及调节小胶质细胞免疫炎症反应成为治疗AD的重要方向。最新研究报道间充质干细胞（MSCs）可以分泌微泡（MVs），它能够模仿MSCs的功能，这为AD的“无细胞”治疗带来了新的前景。有研究表明炎症因子刺激间充质干细胞可以使其分泌的MVs中TGFβ的含量明显提高。在此基础上，我们利用AD转基因小鼠为模型，探讨人脐带MSCs来源的MVs（HUMSC-MVs）或炎症因子刺激HUMSC所分泌的MVs（S-HUMSC-MVs）移植对AD小鼠认知功能、Aβ沉积、氧化应激损伤、突触及神经生成和小胶质细胞免疫炎症反应的影响，并通过调控TGFβ的表达，探讨小胶质细胞替代激活（M2）的细胞分子机制，从而为AD的治疗提供了新的安全有效的方法。

β淀粉样蛋白(Aβ)导致的神经毒性作用以及小胶质细胞激活导致的免疫炎症反应是AD的重要发病机制。减轻Aβ神经毒性作用导致的氧化应激损伤和神经丢失，以及调节小胶质细胞免疫炎症反应成为治疗AD的重要方向。间充质干细胞（MSCs）可以分泌微泡（MVs），能够模仿MSCs的功能，这为AD的“无细胞”治疗带来了新的前景。我们利用AD转基因小鼠为模型，探讨人脐带MSCs来源的MVs（HUMSC-MVs）移植对AD小鼠的治疗作用及其机制。本项目研究发现：第一，我们能够成功提取并鉴定HUMSC-MVs。第二，HUMSC-MVs移植可以改善AD小鼠的认知功能，提高小鼠的学习和记忆能力；HUMSC-MVs明显减少小鼠老年斑的沉积及可溶性Aβ的水平，阐明了HUMSC-MVs 治疗AD 的可能性。第三，HUMSC-MVs减少AD的氧化应激损伤，增加GSH的水平及GSH/GSSG的比值，减少MDA和蛋白羟基的水平；降低BACE1的含量；激活神经生成相关通路ERK1/2信号通路。第四，HUMSC-MVs调节小胶质细胞的激活，促进M2 型小胶质细胞的激活，HUMSC-MVs组小鼠脑内M2型小胶质细胞的标志物YM-1，Arg-1,FIZZ1，CD163，MRC1的基因含量明显增加；上调Aβ降解酶NEP和IDE的水平。第五，HUMSC-MVs 通过TGFβ途径调节小胶质细胞的活化及免疫炎症反应，HUMSC-MVs增加外周血及脑组织中TGFβ的含量，上调小鼠外周血及脑组织中抗炎因子的水平，下调小鼠外周血及脑组织中促炎因子的水平。第六，应用APP/PS1双转基因小鼠作为AD的动物模型，检测了AD小鼠的线粒体自噬及线粒体动力学的变化。本研究结果提示HUMSC-MVs移植可以有效治疗AD小鼠，为治疗AD 需找到了新的潜在的治疗方法，具有重要的理论意义和应用价值。