研究背景：
间充质干细胞（MSCs）的再生能力很大程度上是由其分泌的细胞外囊泡（sEVs）介导的。MSC-sEV 中存在的 lncRNA 通过多种机制在伤口愈合、骨关节炎和急性心肌梗塞中具有再生潜力。已经有研究描述MSC-sEV 中蛋白质和 miRNA 的表达谱，并且注释了它们在组织再生中的功能，但 MSC-sEV 的 lncRNA 图谱在很大程度上仍未被描述。全面细致地研究 MSC-sEV 中的 lncRNA，将有助于其临床应用研究的开展。
基于此，作者想要在有无炎症细胞因子干预的情况下表征人类脂肪来源的 MSCs 的 sEV 中的 lncRNA 特征，并探究 MSC-sEV 特异性和 MSC 富集的 lncRNA 库。
研究成果：
2022年7月，台湾阳明交通大学李光申教授团队在《Journal of Advanced Research》（IF=12.822）杂志上发表题为“Demystifying the long noncoding RNA landscape of small EVs derived from human mesenchymal stromal cells”的文章。本研究系统地描述了从人类脂肪来源的骨髓间充质干细胞衍生的 sEVs 的 lncRNA 图谱以及在MSC-sEVs中的分布，并通过 lncRNA-蛋白质相互作用组预测了它们的潜在功能。阐明 MSC-sEVs 的 lncRNA 图谱将有助于确定 MSC-sEVs 的治疗效力和开发基于sEV的治疗方法。
原文连接：
https://doi.org/10.1016/j.jare.2021.11.003
研究过程与结果：
01
人类原始 MSC 和处理过的 MSC 的 sEV 表征
与原始 MSCs 相比，TNF-a 和 IFN-c 或联合治疗扩大了细胞大小（图 1A-D）。联合治疗显著上调抗炎细胞因子（IDO 和 CXCL9）的表达，表明 TNF-��� 和 IFN-��� 对 MSC 免疫调节能力有协同作用（图 1E）。
原始的 MSC-sEV 和 L-MSC-sEV 都具有相似的椭圆形膜囊泡形态并表达典型的sEV特征标记 CD63 和 CD9（图 2A-B）。两者之间的分布或平均流体动力学粒径没有显著差异（图 2C-E）。sEV 的总量和时空产量增加，但总 RNA 和蛋白质含量并未改变（图 2F-I）。表明 TNF-a 和 IFN-c 可促进 sEV 的产生而不影响 MSCs 形态。
图 1. 炎症细胞因子刺激人脂肪来源的 MSC
图 2. 源自原始 MSC 和处理 MSC 的 sEV 的表征
02
人成纤维细胞、 MSCs 和 L-MSCs 来源的 sEV 中lncRNA的研究
MSC和 L-MSC-sEV 中的总 lncRNA 计数均高于 F-sEV，L-MSC-sEVs中lncRNA的总丰度高于MSC-sEVs（图3A）。F-sEV 的 TPM 分布高于两个 MSC-sEV 组，表明 L-MSC-sEV 中低丰度 lncRNA 的增加（图 3B）。lncRNA 的长度分布均匀，并被分为九个亚类，所有组之间无显著差异（图 3C-D）。
图 3. 人类 MSC-sEV 的 lncRNA 的表征
03
源自人类成纤维细胞和 MSCs 的 sEV 中的 lncRNA图谱
MSC-sEV 和 L-MSC-sEV 的 lncRNA 高度相关。在三组中，89个 lncRNAs 仅在 F-sEVs 中表达，121个仅在 MSC-sEVs 中表达，385个在 L-MSC-sEVs中观察到，仅存在34个共有 lncRNA（图4 A-B）。三组中前10个表达的 lncRNA 高度重叠，与F-sEVs相比，MSC-sEVs 中前10个新出现的 lncRNA，如LINC00623，处理后 MINCR 显著升高（图4 C-E）。MSC-sEV 中大多数 lncRNA 以低丰度表达（图4 F）。在 MSC-sEV 与 F-sEV 以及 MSC-sEV与 L-MSC-sEV 中，总共发现224和55个 lncRNA （图4 G-H）。通过与 F-sEV 的比较，在 MSC-sEV 中检测到224个差异表达 lncRNA。其中，8个上调的lncRNAs 被认为是一组药用信号 lncRNAs（图4 G）。此外，在 L-MSC-sEV 中发现了27个上调和27个下调的lncRNA（图4H）。
图 4. 人MSC-sEV-lncRNA的鉴定
04
MSC-sEV lncRNA-蛋白质相互作用组
研究团队在两个样本池中发现 251 种预测的蛋白质（图 5A-B），都与结合和催化活性、细胞过程和细胞解剖显著相关。最显著富集的途径涉及染色质重塑、SWI/SNF 超家族类型复合物和组蛋白结合，染色质组织也存在相似的富集（图 5C-F）。表明药物信号 lncRNA可能与处理响应 lncRNA 的染色质重塑蛋白相互作用。
图 5. 药物信号 lncRNA 和处理响应 lncRNA 蛋白相互作用
05
跨 sEV 和亲代细胞的独特 lncRNA 特征
F-sEVs、成纤维细胞、MSC-sEVs和MSCs之间TPM分布显著不同（图 6A-B）。亲代细胞中的大多数 lncRNA 是从 1 号和 17 号染色体转录的，但 sEV 与其亲代细胞之间 lncRNA 的染色体分布不同（图 6D-E）。在成纤维细胞和 MSC 中观察到 sEV 和亲代细胞中 lncRNA 的显著相关性（图 6F-G）。在成纤维细胞和MSCc中分别鉴定出 2235 个 和858 个lncRNA，只有49个和94个分别共存于 F-sEVs 和 MSC-sEVs 中（图 6H-I）。在干细胞和成纤维细胞中观察到亲代细胞和 sEV 之间的 lncRNA 特征差异，表明存在选择 sEV lncRNA 的新机制。
转自：“学术查”微信公众号
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