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博士就发了18.8分的SCI,这中南大学湘雅医院的文章,做了巨噬细胞的外泌体作用机制,挺有意思……

实验万事屋  · 公众号  · 科研  · 2024-11-16 08:20

正文

巨噬细胞在微环境中的作用,其实也并不只是细胞因子或者吞噬这么单一,比如这篇中南大学湘雅医院李长俊团队的博士生发在18.0分的Bioactive Materials上的文章,讲的就是肥胖小鼠的巨噬细胞中分泌的外泌体,造成了成骨细胞和脂肪细胞之间SSPC(骨骼干/祖细胞)分化的转变以及骨骼退化:



我们如果先看一看他们的示意图,差不多就是小鼠的BMM中分泌的EVs(细胞外囊泡)中miRNA的不平衡,会造成SSPC的分化差异。这篇文章主要是分析了后期BMM-miRNA-EVs的一个应用过程,所以机制上并没有特别深入,只是分析了一下miRNA的下游与SSPC细胞分化相关的蛋白(其实如果熟悉夏老师之前讲的文章的话,这里的机制要深入进行研究,应该是通过这些靶基因的3'UTR的突变进行的,否则就可能会导致肯定后件的逻辑谬误,不清楚肯定后件的话,可以看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼?》系列)。但这篇文章其实内容做得还是挺扎实的,虽然机制上没有特别深入,但问题的阐述和应用都是到位的:



他们首先进行了分析了肥胖小鼠中BMM的EVs,他们提取了肥胖小鼠的BMM的EVs,然后注射给了瘦小鼠(这里其实就是柯霍氏法则的一个验证,他们要分析肥胖小鼠的BMM-EVs是否是造成骨骼疾病的原因,不清楚柯霍氏法则的话,可以看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》《轻松的文献导读》和《列文虎克读文献》)。结果发现来自肥胖小鼠的BMM-EVs,可以诱导瘦小鼠的骨骼恶化,这一步其实是把研究范围已经缩小在了BMM-EVs中了,而不是宽泛的巨噬细胞对于小鼠骨骼发育的影响,这一点是很不错的:



接着,他们就又进行了反向的验证,就是用瘦小鼠中BMM的EVs,注射给了肥胖小鼠。结果则显示瘦小鼠的BMM-EVs,可以改善肥胖小鼠的骨骼恶化和骨髓脂肪堆积。成骨和成脂的分化,都涉及到了SSPC,也就是说BMM-EVs可能会影响SSPC的成骨和成脂分化:



那么BMM-EVs中具体是什么成分,造成了对SSPC的成骨和成脂分化的影响呢?他们关注的是miRNA,于是他们做了一个肥胖小鼠和瘦小鼠的BMM-EVs的miRNA芯片(下面的热图应该能看懂吧,这个在《夏老师带你读文献》里也都介绍过,可以去复习下),结果找到了三个上调miRNA和三个下调miRNA。通过验证发现,其中miR-378a会促进SPPC分化为成骨细胞,而miR-140会使得SSPCs分化为脂肪细胞:



为了证明是胖、瘦小鼠BMM-EVs中的这些miRNA,对SSPCs的分化造成了影响。他们做了这样的验证实验,就是使用Cre-LoxP系统特异性地敲除或者过表达miRNA,来查看对下游SSPCs的影响(不清楚Cre-LoxP系统的话,可以回去翻翻《列文虎克读文献》,这个技术算是比较常见的特异性表达或敲除的工具了)。其中BMM中特异性的miR-140敲除或过表达,在体内可以调节骨退化和SSPCs的细胞命运:



而另一方面BMM中特异性的miR-378a敲除或过表达,则能调节骨量和骨髓脂肪积累:



接着他们分析了miR-378a和miR-140的靶基因,其实这里的验证如果更精致一些,可以做成靶基因的3'UTR突变,然后分析突变后对于SSPCs分化的影响(这样就可以把验证范围锁定在miR-378a和miR-140与靶基因的结合上,避免了肯定后件的逻辑谬误,不清楚的话,可以去看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼?》系列)。但实际上这一步机制的验证即使没有,也不耽误这篇文章,因为之前的BMM特异性敲除或者过表达,已经可以说明这两个miRNA在胖、瘦小鼠的BMM中的作用,靶基因机制也可以说是锦上添花的内容:



最后是他们的重头戏,就是做了一个SSPC特异性结合的EVs,而在这种EVs中包裹了对应的miRNA-378a,以此影响SSPCs的分化,减轻肥胖小鼠的骨质流失。而结果表明,这一手段是有效的:



这篇文章的应用价值,比机制研究的价值更大一些,而且在对于miRNA的具体功能上,也已经通过Cre-LoxP系统解释得比较清楚了,并没有什么逻辑上的硬伤。作为一篇miRNA的研究的话,这样其实也已经够了。如果在机制上更精进一点的话,会更好一些。好了,今天就先策到这里吧,有兴趣的话,可以看看原文,祝你们心明眼亮。

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