Exploring the role of hypoxia in human pluripotent stem cell derived endothelial cell vascular network formation and pericyte

探讨缺氧在人多能干细胞源性内皮细胞血管网络形成和周细胞中的作用

• 批准号: 9611918
• 负责人: Bria Macklin
• 金额: $ 4.45万
• 依托单位: JOHNS HOPKINS UNIVERSITY
• 依托单位国家: 美国
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 美国
• 起止时间: 2018-07-01 至 2023-06-30
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://reporter.nih.gov/project-details/9611918
• 关键词: Affect; Area; Autologous; Behavior; Biology; Blindness; Blood Vessels; Blood capillaries; Caliber; Cell Line; Cell Surface Proteins; Cell physiology; Cells; Clinical; Collagen; Complex; Computer software; Confocal Microscopy; Consumption; Cues; Data; Derivation procedure; Development; Diabetic Retinopathy; Electroretinography; Endothelial Cells; Ensure; Environment; Enzyme-Linked Immunosorbent Assay; Future; Gel; Growth Factor; Human; Hydrogels; Hypoxia; Hypoxia Inducible Factor; Image Analysis; Impairment; In Vitro; Kinetics; Measurement; Measures; Modality; Modeling; Mus; NOD/SCID mouse; Natural regeneration; Neoplasm Metastasis; Neurons; Oxygen; Paracrine Communication; Pathologic; Pathway interactions; Pericytes; Physiological; Proliferating; Protocols documentation; Retina; Retinal; Retinal Diseases; Role; Source; Stains; Stem cells; System; Therapeutic; Therapeutic Uses; Thick; Time; Tissue Engineering; Transforming Growth Factor beta; Transplantation; Umbilical vein; Vascular Endothelial Cell; Vascular Permeabilities; Western Blotting; Work; angiogenesis; blood flow measurement; cell behavior; cell type; deprivation; diabetic patient; healing; human pluripotent stem cell; implantation; improved; in vitro Assay; in vivo; induced pluripotent stem cell; interdisciplinary approach; neovascularization; platelet-derived growth factor BB; recruit; repaired; response; small molecule; time use; vascular tissue engineering; vasculogenesis

Project Summary    Human pluripotent stem cell derived endothelial cells (hPSC-­ECs) and pericytes are an ideal autologous cell  source for use in vascular therapies. ECs line the inner layer of the vasculature and pericytes provide support  to small diameter vessels in order to regulate vascular permeability. Derivation of these cells from hPSCs  requires time sensitive delivery of growth factors and small molecules in order to induce vascular fate.  Characterization of these cells is often limited to 2D in vitro assays and cell surface protein verification. As we  move towards therapeutic use, functional characterization is necessary to ensure their translational efficiency  and efficacy. Hypoxia has been shown to be a key regulator of EC fate, neovascularization, and regeneration.  However, its role in vascular stabilization through pericyte recruitment has not been studied. Here, thorough  analysis of hPSC-­ECs and pericytes in hypoxic environments we aim to: (1) Study network kinetics of hPSC-­ ECs in 3D low oxygen environments, (2) study hPSC-­ECs and hPSC-­pericyte interactions in hypoxia in vitro,  and (3) Study hPSC-­EC-­pericyte interactions in a mouse oxygen induced retinopathy model. These aims  require a multidisciplinary approach, interfacing stem cell and vascular biology with tissue engineering.  Successful completion of these aims will broaden our understanding of hPSC-­ECs and pericytes behavior  towards therapeutic modalities.

项目摘要   人多能干细胞来源的内皮细胞和周细胞是理想的自体细胞 内皮细胞排列在血管系统的内层，周细胞提供支持 这些细胞来源于hPSC， 需要生长因子和小分子的时间敏感性递送以诱导血管命运。 这些细胞的表征通常限于2D体外测定和细胞表面蛋白验证。 为了向治疗用途发展，功能鉴定是确保其翻译效率所必需的 低氧已被证明是EC命运、新血管形成和再生的关键调节剂。 然而，其通过周细胞募集在血管稳定中的作用尚未被研究。 分析缺氧环境中hPSC-β-内皮细胞和周细胞的变化，目的是：（1）研究缺氧环境中hPSC-β-内皮细胞和周细胞的网络动力学 （2）体外研究缺氧条件下hPSC-内皮细胞和hPSC-内皮细胞周细胞的相互作用， 以及（3）在小鼠氧诱导视网膜病变模型中研究hPSC-血管内皮细胞-血管周细胞的相互作用。 需要一个多学科的方法，接口干细胞和血管生物学与组织工程。 这些目标的成功完成将拓宽我们对hPSC-HECs和周细胞行为的理解 走向治疗模式。