Экзосомы, полученные из мезенхимальных стволовых клеток костного мозга, ослабляют нейровоспаление и пироптоз, вызванные ишемически-реперфузионным повреждением мозга, посредством модуляции фенотипов микроглии M1/M2

Введение: Пироптоз, опосредованный инфламмасомой NLRP3, играет важную роль в патогенезе ишемически-реперфузионного повреждения мозга. Накоплены данные об эффективности экзосом в уменьшении воспалительной реакции при ишемически-реперфузионном повреждении мозга, однако конкретный механизм этого эффекта изучен недостаточно. Целью настоящего исследования было выяснить, связаны ли нейропротекторные эффекты экзосом, полученных из мезенхимальных стволовых клеток костного мозга (BMSC-Exos), с уменьшением пироптоза нейронов, опосредованного NLRP3, посредством регуляции поляризации микроглии.

Методы: У крыс сначала выполняли окклюзию средней мозговой артерии (MCAO), а затем восстанавливали кровоток. Экзосомы BMSC вводили внутривенно через 2 ч после MCAO. Нейропротекторный эффект оценивали с помощью модифицированной шкалы неврологического дефицита (mNSS), окрашивания трифенилтетразолия хлоридом (TTC), определения содержания воды в мозге, водного лабиринта Морриса и системы CatWalk. Для выявления инфламмасомы NLRP3 и пироптоза применяли вестерн-блоттинг и иммунофлуоресцентное окрашивание. Поляризацию микроглии оценивали с помощью полимеразной цепной реакции в реальном времени (RT-PCR) и иммунофлуоресцентного окрашивания. Для моделирования ишемически-реперфузионного повреждения мозга in vitro клетки BV2 и PC12 подвергали воздействию депривации кислорода и глюкозы с последующей реоксигенацией. После обработки фосфатно-солевым буфером, экзосомами BMSC, IL-4 или LPS клетки BV2 совместно культивировали с клетками PC12 в системе Transwell.

Результаты: Экзосомы BMSC дозозависимо уменьшали площадь инфаркта мозга и содержание воды в мозге через 24 ч, а также улучшали неврологическую функцию в течение 5 нед после инсульта. In vivo белки, связанные с инфламмасомой NLRP3 и пироптозом, преимущественно экспрессировались в нейронах; экзосомы BMSC снижали их экспрессию. Кроме того, экзосомы BMSC переключали микроглию, поляризованную по M1-фенотипу вследствие ишемически-реперфузионного повреждения мозга, в сторону M2-фенотипа. In vitro экзосомы BMSC уменьшали пироптоз нейронов, частично регулируя поляризацию микроглии.

Выводы: Экзосомы BMSC могут уменьшать ишемически-реперфузионное повреждение мозга за счёт подавления воспаления и пироптоза, опосредованных инфламмасомой NLRP3, посредством регуляции поляризации микроглии.