Renal ischemia-reperfusion (I/R) injury is a leading cause of acute kidney injury (AKI), with high mortality. Recent studies have reported that human umbilical cord mesenchymal stem cells (HucMSCs) play an important role in repairing organ and tissue injuries because of their unique characteristics. However, the potential of HucMSC extracellular vesicles (HucMSC-EVs) to promote the repair of renal tubular cells remains to be explored. This study found that HucMSC-EVs derived from HucMSCs played a protective role and were associated with kidney I/R injury. We found that miR-148b-3p in HucMSC-EVs had a protective effect against kidney I/R injury. HK-2 cells overexpressing miR-148b-3p were protected against I/R injury by inhibiting apoptosis. Next, the target mRNA of miR-148b-3p was predicted online, and the target mRNA, pyruvate dehydrogenase kinase 4 (PDK4), was identified and verified using dual luciferase. We discovered that I/R injury significantly increased endoplasmic reticulum (ER) stress, whereas siR-PDK4 inhibited these effects and protected against I/R injury. Interestingly, after administrating HucMSC-EVs to HK-2 cells, PDK4 expression and ER stress induced by I/R injury were significantly inhibited. HK-2 ingested miR-148b-3p from HucMSC-EVs, and its ER induced by I/R injury was significantly deregulated. This study suggests that HucMSC-EVs protect kidneys from I/R injury during the early I/R stage. These results suggest a new mechanism for HucMSC-EVs in treating AKI and provide a new treatment strategy for I/R injury.

中文翻译：

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人脐带间充质干细胞通过分泌载有 miR-148b-3p 的细胞外囊泡来防止肾缺血再灌注损伤，miR-148b-3p 靶向丙酮酸脱氢酶激酶 4 以抑制再灌注阶段的内质网应激

肾缺血再灌注 (I/R) 损伤是急性肾损伤 (AKI) 的主要原因，死亡率很高。最近的研究报道，人脐带间充质干细胞（HucMSCs）因其独特的特性在修复器官和组织损伤方面发挥着重要作用。然而，HucMSC 细胞外囊泡 (HucMSC-EVs) 促进肾小管细胞修复的潜力仍有待探索。本研究发现，源自 HucMSC 的 HucMSC-EV 具有保护作用，并与肾脏 I/R 损伤相关。我们发现 HucMSC-EV 中的 miR-148b-3p 对肾脏 I/R 损伤具有保护作用。过表达 miR-148b-3p 的 HK-2 细胞通过抑制细胞凋亡来防止 I/R 损伤。接下来在线预测了miR-148b-3p的靶mRNA，将靶mRNA，使用双荧光素酶鉴定和验证丙酮酸脱氢酶激酶 4 (PDK4)。我们发现 I/R 损伤显着增加内质网 (ER) 应激，而 siR-PDK4 抑制这些作用并防止 I/R 损伤。有趣的是，在将 HucMSC-EVs 给予 HK-2 细胞后，I/R 损伤诱导的 PDK4 表达和 ER 应激被显着抑制。HK-2 从 HucMSC-EVs 中摄取 miR-148b-3p，其由 I/R 损伤诱导的 ER 显着失调。这项研究表明，HucMSC-EV 可在早期 I/R 阶段保护肾脏免受 I/R 损伤。这些结果提示了 HucMSC-EVs 治疗 AKI 的新机制，并为 I/R 损伤提供了新的治疗策略。我们发现 I/R 损伤显着增加内质网 (ER) 应激，而 siR-PDK4 抑制这些作用并防止 I/R 损伤。有趣的是，在将 HucMSC-EVs 给予 HK-2 细胞后，I/R 损伤诱导的 PDK4 表达和 ER 应激被显着抑制。HK-2 从 HucMSC-EVs 中摄取 miR-148b-3p，其由 I/R 损伤诱导的 ER 显着失调。这项研究表明，HucMSC-EV 可在早期 I/R 阶段保护肾脏免受 I/R 损伤。这些结果提示了 HucMSC-EVs 治疗 AKI 的新机制，并为 I/R 损伤提供了新的治疗策略。我们发现 I/R 损伤显着增加内质网 (ER) 应激，而 siR-PDK4 抑制这些作用并防止 I/R 损伤。有趣的是，在将 HucMSC-EVs 给予 HK-2 细胞后，I/R 损伤诱导的 PDK4 表达和 ER 应激被显着抑制。HK-2 从 HucMSC-EVs 中摄取 miR-148b-3p，其由 I/R 损伤诱导的 ER 显着失调。这项研究表明，HucMSC-EV 可在早期 I/R 阶段保护肾脏免受 I/R 损伤。这些结果提示了 HucMSC-EVs 治疗 AKI 的新机制，并为 I/R 损伤提供了新的治疗策略。I/R 损伤诱导的 PDK4 表达和 ER 应激被显着抑制。HK-2 从 HucMSC-EVs 中摄取 miR-148b-3p，其由 I/R 损伤诱导的 ER 显着失调。这项研究表明，HucMSC-EV 可在早期 I/R 阶段保护肾脏免受 I/R 损伤。这些结果提示了 HucMSC-EVs 治疗 AKI 的新机制，并为 I/R 损伤提供了新的治疗策略。I/R 损伤诱导的 PDK4 表达和 ER 应激被显着抑制。HK-2 从 HucMSC-EVs 中摄取 miR-148b-3p，其由 I/R 损伤诱导的 ER 显着失调。这项研究表明，HucMSC-EV 可在早期 I/R 阶段保护肾脏免受 I/R 损伤。这些结果提示了 HucMSC-EVs 治疗 AKI 的新机制，并为 I/R 损伤提供了新的治疗策略。