目前用于治療慢性疼痛的藥物在治療效果方面為低療效表現(xiàn)和明顯的副作用,因此需要開發(fā)替代治療方法。盡管研究已經(jīng)調(diào)查了許多疼痛相關的可溶性介質(zhì),包括神經(jīng)遞質(zhì)、細胞因子、趨化因子和小肽,但對細胞外囊泡(EV)的作用探索較少。EVs是從細胞釋放到細胞外空間的異質(zhì)囊泡群。EVs在細胞之間轉運分子物質(zhì),從而影響受體細胞的功能。
為了研究小鼠血清源性sEV在疼痛調(diào)節(jié)中的短期和長期作用,本研究使用Apogee納米流式儀對sEV特征和sEV來源的蛋白質(zhì)的不同方面進行了綜合多模態(tài)的分析。將幼稚型(naïve)對照或神經(jīng)損傷(SNI)模型雄性供體小鼠的sEV注射到naïve雄性受體小鼠鞘內(nèi)。這些sEV可以短暫地增加了基礎機械閾值。在研究sEV的長期作用時觀察到,在誘導疼痛模型前兩周,受體小鼠單次預防性鞘內(nèi)注射sEV可加速弗氏完全佐劑(CFA)注射后炎癥性疼痛的恢復。本研究探索性研究使用細胞術檢測脊髓和背根神經(jīng)節(jié)的免疫細胞群,發(fā)現(xiàn)CFA注射后14天免疫細胞群的變化。流式細胞術證實sEV處理小鼠脊髓中CD206+巨噬細胞增加?偟膩碚f,這些研究證明了sEV可以減輕疼痛的多種機制。
除了NTA技術(圖1g)外,還使用Apogee納米流式儀對sEV進行了表征。雖然沒有使用建模算法將光散射強度轉換為標準單位,本研究提供基了于參考珠的相對光散射強度的估計。在這些研究中,檢測到的囊泡光散射強度范圍為≥83 nm至480 nm聚苯乙烯珠或1300 nm硅珠。大多數(shù)囊泡在83-110 nm聚苯乙烯珠的光散射強度范圍內(nèi)能檢測到(圖1g-h),為了確認囊泡是脂質(zhì)膜組成的,用Triton處理樣品以確認囊泡的溶解作用(圖1i)
圖1
圖1所示.雄性小鼠血清源性sEV的鑒定。g: NTA分析血清源性和巨噬細胞源性sEV的大小分布。NIST標準微球用黃色表示。h:標準微球(聚苯乙烯-深紫色和二氧化硅-淺紫色)、血清衍生sEV (naïve-blue和SNI-紅色)和RAW 264.7巨噬細胞衍生的sEV(來自(Exo +粉色)或未(Exo綠色)LPS刺激的細胞的納米流式圖。i:CFDA-SE標記的有或沒有Triton處理的SEV。
劑量反應研究表明,低劑量(1µg)sEV并沒有改變基礎機械疼痛閾值,但更高的10µg劑量出人意料地增加了這一閾值。具體來說,雄性naïve或SNI供體鼠來源的sEV 10µg在注射后3小時和1天增加雄性受體小鼠的基礎機械閾值(圖3b)。然而,10µg sEV沒有改變熱敏感(圖3c), 在動態(tài)負重(DWB)評估中,鞘內(nèi)注射naïve雄性供體小鼠的sEV的雄性小鼠后爪基礎重量分布也發(fā)生了變化,naïve sEV處理小鼠的體重增加(圖3d)。
圖3
圖3所示。鞘內(nèi)注射10µg雄性血清源性sEV可短暫提高基礎力學閾值,但不能提高熱痛閾值。A:體內(nèi)實驗示意圖。從SNI手術后2周的雄性C57BL/6小鼠或naïve小鼠血清中純化的sEV被注射到另一組naïve雄性受體小鼠鞘內(nèi),然后進行行為測試。b:單次鞘內(nèi)注射sEV前后用纖維絲測痛儀測定機械閾值。受體小鼠的基礎機械閾值升高(n = 15)。C: sEV不影響小鼠的基礎熱痛閾值。
我們研究了雄性naïve對照組和SNI模型小鼠的sEV如何調(diào)節(jié)SNI模型受體小鼠的疼痛。受體小鼠在SNI手術前兩周鞘內(nèi)注射sEV或PBS。術后進行行為學測試21天(圖5a)。與PBS對照相比,naïve小鼠10µg劑量的sEV在SNI手術后1天增加機械閾值,SNI模型供體的sEV在SNI手術后3天增加受體小鼠的機械閾值(圖5b)。sEV預處理不能阻止SNI模型的機械超敏反應,但兩種類型的sEV在初始階段都略微延遲了SNI誘導的疼痛超敏反應的發(fā)展。然而,第三天之后,沒有任何差異。各組之間的熱閾值也無顯著差異(圖5c)。
圖5
圖5所示。10µg雄性血清源性sEV預處理對SNI模型雄性小鼠機械性異常性疼痛發(fā)展有短暫的延緩作用。a:實驗示意圖,將損傷后兩周naïve和SNI模型供鼠血清衍生sEV鞘內(nèi)注射到另一組naïve雄性受體小鼠中。兩周后,對這些受體小鼠進行SNI手術,隨后進行行為測試,以評估sEV對SNI誘導疼痛的影響。b纖維絲測痛儀檢測的機械超敏反應。接受10µg naïve或SNI sEV后進行SNI手術的受體小鼠與PBS對照相比,在第1天和第3天的機械閾值升高(n = 9)。這些結果表明naïve和SNI模型的sEV均可在初始階段誘導SNI誘導的機械超敏反應的短暫延遲。C:SNI手術后,通過Hargraves測量的熱超敏性無顯著差異。
結論:研究表明,在鞘內(nèi)給藥小鼠血清中的sEV可以在naïve受體小鼠中誘導短期的機械性抗疼痛。受體小鼠基礎機械閾值的增加被納曲酮阻斷。亮氨酸腦啡肽(leu-enkephalin)作為sEV的運載物質(zhì)存在表明短暫的機械性抗痛是由阿片信號介導的。來自小鼠血清的sEV有助于緩解受體小鼠的炎癥性疼痛。本研究強調(diào)需要多種方法來檢測免疫細胞的改變。不同的組織消化和控制策略可以產(chǎn)生不同的結果。然而,這些發(fā)現(xiàn)為進一步研究免疫細胞亞型敲除小鼠奠定了基礎,以驗證它們在介導sEV介導的炎癥性疼痛消退中的作用。存在于不同性別的sEV中的免疫標記可以賦予sEV的供體性別特異性免疫調(diào)節(jié)功能,潛在地模擬其起源細胞的生物學特性。此外,我們不能排除阿片信號的差異,無論是來自供體sEV還是由sEV貨物內(nèi)源性誘導的,都可能對炎癥性疼痛背景下的免疫細胞群產(chǎn)生持久影響。
原文:Inflammatory pain resolution by mouse serum-derived smallextracellular vesicles
英國Apogee超靈敏納米流式分析儀,專為外泌體微囊泡(EVs)等小顆粒分析優(yōu)化設計,在EVs樣品顆粒大小分析,絕對定量,多標記物同時快速分析工作中廣泛應用。截止目前,該設備已累計參與數(shù)百篇高質(zhì)量同行審議文章相關實驗分析工作。其出色的靈敏度,穩(wěn)定性及可靠性已備受業(yè)內(nèi)廣泛認可,并將繼續(xù)為EVs相關基礎研究及轉化應用提供堅實支持。
Apogee納米流式除了可用于納米級別的顆粒 (如:細胞外囊泡、外泌體、微生物、病毒顆粒、LNP) 等,還可以用于作常規(guī)動物細胞檢測 (如免疫細胞、哺乳類動物細胞、等)。它是一臺全面且功能強大的納米流式分析儀!
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