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普鲁士蓝纳米粒对经过氧化氢处理的小鼠脂肪间充质干细胞凋亡的作用及其机制

徐双依 龚政 韩雨佳 汪佳希 俞璐 徐刚

徐双依, 龚政, 韩雨佳, 等. 普鲁士蓝纳米粒对经过氧化氢处理的小鼠脂肪间充质干细胞凋亡的作用及其机制[J]. 中华烧伤与创面修复杂志, 2025, 41(5): 481-490. DOI: 10.3760/cma.j.cn501225-20240525-00197.
引用本文: 徐双依, 龚政, 韩雨佳, 等. 普鲁士蓝纳米粒对经过氧化氢处理的小鼠脂肪间充质干细胞凋亡的作用及其机制[J]. 中华烧伤与创面修复杂志, 2025, 41(5): 481-490. DOI: 10.3760/cma.j.cn501225-20240525-00197.
Xu SY,Gong Z,Han YJ,et al.Role and mechanism of Prussian blue nanoparticles in the apoptosis of mouse adipose-derived mesenchymal stem cells treated with hydrogen peroxide[J].Chin J Burns Wounds,2025,41(5):481-490.DOI: 10.3760/cma.j.cn501225-20240525-00197.
Citation: Xu SY,Gong Z,Han YJ,et al.Role and mechanism of Prussian blue nanoparticles in the apoptosis of mouse adipose-derived mesenchymal stem cells treated with hydrogen peroxide[J].Chin J Burns Wounds,2025,41(5):481-490.DOI: 10.3760/cma.j.cn501225-20240525-00197.

普鲁士蓝纳米粒对经过氧化氢处理的小鼠脂肪间充质干细胞凋亡的作用及其机制

doi: 10.3760/cma.j.cn501225-20240525-00197
基金项目: 

江苏省中医药科技发展计划项目 YB2020086

详细信息
    通讯作者:

    徐刚,Email:drxugang@126.com

Role and mechanism of Prussian blue nanoparticles in the apoptosis of mouse adipose-derived mesenchymal stem cells treated with hydrogen peroxide

Funds: 

Science and Technology Development Project of Traditional Chinese Medicine of Jiangsu Province of China YB2020086

More Information
  • 摘要:   目的  探讨普鲁士蓝纳米粒(PBNP)对经过氧化氢处理的小鼠脂肪间充质干细胞(ADSC)凋亡的作用及其机制,以为慢性创面的治疗提供参考依据。  方法  该研究为实验研究。采用水热合成法制备微观形貌为正方体的PBNP。取6只6~8周龄雄性美国癌症研究所小鼠,采用酶消化法提取ADSC。取ADSC,分为常规培养的对照组、用终物质的量浓度200 μmol/L过氧化氢处理的过氧化氢组及分别用终质量浓度10、20 μg/mL PBNP预处理后同过氧化氢组处理的低PBNP组、高PBNP组。培养24 h后,采用荧光探针法检测细胞中活性氧水平,采用比色法检测细胞中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛水平及乳酸脱氢酶(LDH)释放率,采用细胞计数试剂盒-8检测细胞存活率,采用蛋白质印迹法检测细胞中B细胞淋巴瘤2(Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bax)、细胞色素C(Cyt-C)、剪切型胱天蛋白酶3、剪切型胱天蛋白酶9、磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)、磷酸化PI3K(p-PI3K)、蛋白激酶B(Akt)、磷酸化Akt(p-Akt)的蛋白表达水平,并计算p-PI3K与PI3K比值、p-Akt与Akt比值。另取ADSC,分为同前处理的对照组、过氧化氢组、高PBNP组,以及分别用终物质的量浓度5 mmol/L的N-乙酰半胱氨酸(NAC)、终质量浓度20 μg/mL PBNP联合终物质的量浓度10 μmol/L LY294002、终质量浓度20 μg/mL PBNP联合终物质的量浓度100 nmol/L MK-2206预处理后同过氧化氢组处理的NAC组、高PBNP+LY294002组、高PBNP+MK-2206组。培养24 h后,同前检测并计算细胞中p-PI3K与PI3K比值、p-Akt与Akt比值及检测Bcl-2、Bax、Cyt-C、剪切型胱天蛋白酶3、剪切型胱天蛋白酶9的蛋白表达水平。所有实验样本数均为3。  结果  培养24 h后,过氧化氢组细胞中活性氧水平为29.0±1.1,显著高于对照组的2.6±1.1、低PBNP 组的16.5±0.9、高PBNP组的5.3±0.9(P值均<0.05)。与过氧化氢组相比,对照组、低PBNP组、高PBNP组细胞中SOD、CAT、GSH-Px水平及细胞存活率、Bcl-2蛋白表达水平、p-PI3K与PI3K比值、p-Akt与Akt比值均显著升高(P<0.05),对照组、高PBNP组细胞中丙二醛水平、LDH释放率及低PBNP组细胞中LDH释放率均显著降低(P<0.05),对照组、低PBNP组、高PBNP组细胞中Bax、Cyt-C、剪切型胱天蛋白酶9、剪切型胱天蛋白酶3蛋白表达水平均显著降低(P<0.05)。培养24 h后,与过氧化氢组相比,对照组、NAC组、高PBNP组细胞中p-PI3K与PI3K比值、p-Akt与Akt比值、Bcl-2蛋白表达水平均显著升高(P<0.05),Bax、Cyt-C、剪切型胱天蛋白酶9、剪切型胱天蛋白酶3蛋白表达水平均显著降低(P<0.05);与高PBNP组相比,高PBNP+LY-294002组及高PBNP+MK-2206组细胞中p-PI3K与PI3K比值、p-Akt与Akt比值、Bcl-2蛋白表达水平均显著降低(P<0.05),Bax、Cyt-C、剪切型胱天蛋白酶9、剪切型胱天蛋白酶3蛋白表达水平均显著升高(P<0.05)。  结论  PBNP能激活PI3K/Akt信号通路,降低细胞中凋亡相关蛋白表达水平,抑制氧化应激导致的小鼠ADSC凋亡。

     

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  • 图  1  普鲁士蓝纳米粒的微观形貌为正方体 透射电子显微镜×100 000

    图  2  4组小鼠脂肪间充质干细胞培养24 h后的活性氧水平 2',7'-二氯二氢荧光素二乙酸酯×100。2A、2B、2C、2D.分别为对照组、过氧化氢组、低PBNP组、高PBNP组,图2B中活性氧水平显著高于图 2A、2C、2D,图2C中活性氧水平显著高于图2D

    注:对照组细胞常规培养,过氧化氢组细胞用终物质的量浓度200 μmol/L过氧化氢培养,低普鲁士蓝纳米粒(PBNP)组、高PBNP组细胞分别用终质量浓度10、20 μg/mL PBNP预处理后同过氧化氢组培养;绿色荧光表示活性氧

    图  3  4组小鼠脂肪间充质干细胞培养24 h后氧化损伤相关指标水平及细胞存活率(样本数均为3,x¯±s

    注:横坐标中1、2、3、4分别表示行常规培养的对照组,用终物质的量浓度200 μmol/L过氧化氢处理的过氧化氢组,分别为用终质量浓度10、20 μg/mL普鲁士蓝纳米粒(PBNP)预处理后同过氧化氢组处理的低PBNP组、高PBNP组;4组细胞中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、丙二醛水平及乳酸脱氢酶(LDH)释放率、细胞存活率总体比较,差异均有统计学意义(F值分别为34.80、26.43、56.08、24.56、234.70、39.27,P<0.001);与对照组比较,aP<0.05;与过氧化氢组比较,bP<0.05;与低PBNP组比较,cP<0.05

    图  4  4组小鼠脂肪间充质干细胞培养24 h后凋亡相关蛋白的表达水平(样本数均为3)

    注:图4A、4B条带上方1~3、4~6、7~9、10~12及图4C~4G横坐标中1、2、3、4分别表示行常规培养的对照组,用终物质的量浓度200 μmol/L过氧化氢处理的过氧化氢组,分别用终质量浓度10、20 μg/mL普鲁士蓝纳米粒(PBNP)预处理后同过氧化氢组处理的低PBNP组、高PBNP组;图4C~4G中数据以x¯±s表示;图4F、4G中蛋白表达水平1和蛋白表达水平2分别表示剪切型胱天蛋白酶9和剪切型胱天蛋白酶3的蛋白表达水平;4组细胞中B细胞淋巴瘤2(Bcl-2)相关X蛋白(Bax)、Bcl-2、细胞色素C(Cyt-C)、剪切型胱天蛋白酶9、剪切型胱天蛋白酶3蛋白表达水平总体比较,差异均有统计学意义(F值分别为89.79、206.50、89.79、69.24、71.40,P<0.001);与对照组比较,aP<0.05;与过氧化氢组比较,bP<0.05;与低PBNP组比较,cP<0.05

    图  5  4组小鼠脂肪间充质干细胞培养24 h后PI3K/Akt信号通路中相关蛋白的表达水平(样本数均为3)

    注:图5A、5B条带上方1~3、4~6、7~9、10~12及图5B、5C横坐标中1、2、3、4分别表示行常规培养的对照组,用终物质的量浓度200 μmol/L过氧化氢处理的过氧化氢组,分别用终质量浓度10、20 μg/mL普鲁士蓝纳米粒(PBNP)预处理后同过氧化氢组处理的低PBNP组、高PBNP组;图5B和5C中数据以x¯±s表示;4组细胞中磷酸化磷脂酰肌醇3-激酶(p-PI3K)与磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)比值、磷酸化蛋白激酶B(p-Akt)与蛋白激酶B(Akt)比值总体比较,差异均有统计学意义(F值分别为12.52、21.20,P值分别为0.002、<0.001);与对照组比较,aP<0.05;与过氧化氢组比较,bP<0.05;与低PBNP组比较,cP<0.05

    图  6  6组小鼠脂肪间充质干细胞培养24 h后PI3K/Akt信号通路中相关蛋白的表达水平(样本数均为3)

    注:图6A条带上方1~3、4~6、7~9、10~12、13~15、16~18及图6B、6C横坐标中1、2、3、4、5、6分别表示行常规培养的对照组,用终物质的量浓度200 μmol/L过氧化氢处理的过氧化氢组,用终质量浓度20 μg/mL普鲁士蓝纳米粒(PBNP)预处理后同过氧化氢组处理的高PBNP组,用终物质的量浓度5 mmol/L的N-乙酰半胱氨酸(NAC)预处理后同过氧化氢组处理的NAC组,用终质量浓度20 μg/mL PBNP联合终物质的量浓度10 μmol/L LY294002预处理后同过氧化氢组处理的高PBNP+LY294002组,用终质量浓度20 μg/mL PBNP联合终物质的量浓度100 nmol/L MK-2206预处理后同过氧化氢组处理的高PBNP+MK-2206组;图6B、6C中数据以x¯±s表示;6组细胞中磷酸化磷脂酰肌醇3-激酶(p-PI3K)与磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)比值、磷酸化蛋白激酶B(p-Akt)与蛋白激酶B(Akt)比值总体比较,差异均有统计学意义(F值分别为44.58、72.01,P<0.001);与对照组比较,aP<0.05;与过氧化氢组比较,bP<0.05;与高PBNP组比较,cP<0.05

    图  7  6组小鼠脂肪间充质干细胞培养24 h后凋亡相关蛋白的表达水平(样本数均为3)

    注:7A、7B条带上方1~3、4~6、7~9、10~12、13~15、16~18及图7C~7G横坐标中1、2、3、4、5、6分别表示行常规培养的对照组,用终物质的量浓度200 μmol/L过氧化氢处理的过氧化氢组,用终质量浓度20 μg/mL 普鲁士蓝纳米粒(PBNP)预处理后同过氧化氢组处理的高PBNP组,用终物质的量浓度5 mmol/L的N-乙酰半胱氨酸(NAC)预处理后同过氧化氢组处理的NAC组,用终质量浓度20 μg/mL PBNP联合终物质的量浓度10 μmol/L LY294002预处理后同过氧化氢组处理的高PBNP+LY294002组,用终质量浓度20 μg/mL PBNP联合终物质的量浓度100 nmol/L MK-2206预处理后同过氧化氢组处理的高PBNP+MK-2206组;图7C~7G中数据以x¯±s表示;图7F、7G中蛋白表达水平1和蛋白表达水平2分别表示剪切型胱天蛋白酶9和剪切型胱天蛋白酶3的蛋白表达水平;6组细胞中B细胞淋巴瘤2(Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bax)、细胞色素C(Cyt-C)、剪切型胱天蛋白酶9、剪切型胱天蛋白酶3总体比较,差异均有统计学意义(F值分别为32.07、45.29、32.06、25.50、39.67,P<0.001);与对照组比较,aP<0.05;与过氧化氢组比较,bP<0.05;与高PBNP组比较,cP<0.05

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  • 收稿日期:  2024-05-25

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