通过增强SIRT1/FoxO1/3a介导的线粒体功能来改善糖尿病引起的肌肉缩

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 细胞生物学 细胞生物学
• 再生医学是一种再生医学.

背景情况:

• 2型糖尿病与肌肉缩有关,减少患者的生活质量,治疗选择有限.
• 人类带介质肌层细胞 (hucMSC) 衍生的外体细胞 (EXOs) 已显示出改善糖尿病诱导的肌肉缩的潜力.
• 目前系统性EXO应用的局限性包括非特异性的生物分布,降低有效性和安全性,需要改进外体向.

研究的目的:

• 为了研究aptamer (Apt) 功能化的hucMSC-EXOs对糖尿病相关的肌肉缩的治疗效果.
• 阐明由Apt功能化的hucMSCs-EXOs发挥其抗缩作用的潜在机制.
• 在临床前模型中,评估向外体的增强疗效与非向外体相比.

主要方法:

• 使用糖尿病db/db小鼠和C2C12神经管来评估MSC-EXOs和Apt-EXOs的疗效.
• 骨肌肉的强度和质量通过握力,肌肉重量和肌肉纤维截面积 (CSA) 来评估.
• 西方斑点和海马分析被用来调查肌肉缩信号通路 (MuRF1,Atrogin 1) 和线粒体功能.

主要成果:

• 在糖尿病小鼠中,MSC-EXOs显著改善了握力,肌肉质量和肌肉纤维CSA.
• 用MSC-EXO治疗导致缩标志物 (Atrogin 1,MuRF1) 的表达减少,并激活SIRT1/FoxO1/3a信号通路.
• 阿普塔默结合 (Apt-EXOs) 进一步增强了MSC-EXOs对肌肉缩,握力,肌肉质量和肌纤维类型过渡的有益作用.
• 作为MSC-EXOs的反应,观察到增强的线粒体功能,SIRT1敲击减轻了这些抗缩作用.

结论:

• hucMSC衍生的外体通过增强SIRT1/FoxO1/3a介导的线粒体功能来改善与糖尿病相关的肌肉缩.
• 阿普塔默结合显著增强MSC-EXOs对肌肉缩的治疗作用.
• 针对肌肉的MSC-EXO代表了治疗糖尿病患者肌肉缩的有希望的治疗策略.