血管支架再内皮化细胞来源及其协同作用参与支架段血管修复的力学生物学机制研究
结题报告
批准号:
31570948
项目类别:
面上项目
资助金额:
61.0 万元
负责人:
沈阳
依托单位:
学科分类:
C1001.生物力学与生物流变学
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
付华、朱敏佳、刘静霞、余泓池、洪锦勇、夏庆
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中文摘要
血管支架植入对血管造成力学损伤,其再内皮化修复主要依赖于血管内皮细胞(VECs)迁移和内皮祖细胞(EPCs)归巢黏附,然而两种细胞参与再内皮化的协同作用及影响机制尚未明确。本项目拟采用优化的流动腔系统以及ApoE-/-转基因小鼠模型,体内外模拟支架扩张对血管的不同损伤程度;采用免疫荧光、β-gel标记等方法,实时观测再内皮化进程;测定PI3K/AKT/eNOS信号轴关键蛋白表达规律,明确EPCs、VECs之间的相互作用及共同参与再内皮化修复的力学生物学机制。从而回答以下科学问题:①参与支架段血管再内皮化修复的细胞主要来源于VECs还是EPCs?两者是否具有协同作用,各自贡献多少?②血流剪切力、血管损伤程度等不同影响因素如何介导VECs和EPCs的相互作用及再内皮化进程?③调控两者协同作用的分子机制?本项目研究结果有助于揭示血管修复的力学生物学机制,对心血管介入材料的设计改进具有重要的指导意义。
英文摘要
The implantation of vascular stent introduces a mechanical injure to vessle wall, and the subsequent re-endothlialzation process depends on both of the neighboring vascular endothelial cells (VECs) migration and circulating bone marrow-derived endothelial progenitor cells (EPCs) homing and adhesion. However, the synergistic effect and relative molecular mechanism of two cell population contribute to re-endothlialzation repair are unclear. In this project, the optimized flow chamber system and Tie2-Lac (Tie2-GFP) ApoE-/- transgentic mice were applied to simulate deep injure induced by stent implatation and expansion in vitro and in vivo. Also, the fluorescence labeling and β-gel staining were used to recognize VECs and EPCs, respecively, and to examine the time course of re-endothelialization. In addition, the expression levels and activated sequence of critical proteins in PI3K/AKT/eNOS signaling events would be studied to explore the mechanobiologic mechanism of synergistic effect of VECs and EPCs in re-endothlialzation process. We try to find the answers of the following questions: (1) what kind of endothelial cell repopulation mainly contributes to the stented re-endothelialization? Do adjacent VECs migration and circulating EPCs homing show a synergistic effect on the re-endothelialization repair? (2) How does the fluid shear stress induce the interaction between VECs and EPCs under the condition of deep injured blood vessel? (3) What’s mechanism in regulating synergistic effect of two endothelial cell populations? The finding of this project would help us to understand the mechanobiologic mechanism of re-endothelialization repair, and provide the sugestions for the design and improvement of cardiovascular implants.
心脑血管疾病是当今威胁人类健康最严重的疾病。冠脉血管支架的植入和扩张对血管造成力学损伤,加速支架植入受损内膜的再内皮化是抑制支架内再狭窄、降低晚期支架内血栓形成的关键。血管支架的再内皮化修复主要依赖于受损内膜血管内皮细胞(VECs)的迁移和来源于骨髓的内皮祖细胞(EPCs)的归巢黏附,然而关于两种细胞参与再内皮化修复的协同作用及影响机制尚未明确。本项目探索了血流剪切力变化、支架扩张对血管损伤程度等影响条件下,VECs黏附和迁移协同作用对支架段血管再内皮化修复的贡献程度及其分子机制。我们通过优化设计的新型流动腔和载玻片模型模拟支架扩张对血管壁的不同损伤程度;分别转染绿色和红色荧光蛋白标记黏附和迁移的VECs,观察血管植入损伤模型邻近VECs的迁移和循环VECs的黏附,评价VECs迁移/黏附参与血管支架植入后内皮修复的各自贡献。我们的研究结果表明:(1)支架植入对支架段上游的血流动力学影响较小,其下游产生流动分离区域,出现扰动流,该扰动区域大小依赖于支架植入后损伤尺度和凸起高度。(2)不同程度和尺度损伤模型下,FSS介导的再内皮化细胞主要来源于邻近VECs迁移,循环VECs黏附贡献较少;而随着损伤尺度的增加,黏附贡献增加,呈现尺度依赖性。(3)FAK抑制剂显著抑制VECs迁移及丝状伪足的形成,伴随着PI3K/AKT/Rho GTPase表达显著下调,证实了VECs迁移和黏附协同作用完成内皮修复依赖于FAK-PI3K-AKT-Rho GTPases 信号通路。(4)构建转基因ApoE-/-小鼠动物在体模型,进一步验证体内支架植入后的再内皮化进程。本项目的研究结果有助于从新的角度阐述血管损伤程度对血流动力学及细胞黏附/迁移的影响,揭示血管支架介入治疗后的再内皮化修复机制,给国内外众多从事血管生物力学和心血管植入物表面改性研究的科研工作者以新的启示。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:doi: 10.1016/j.mvr.2019.103930
发表时间:2020
期刊:Microvasc Res
影响因子:--
作者:Xiaoli Wang;Bowen Xu;Mengya Xiang;Xinyue Yang;Yi Liu;Xiaoheng Liu;Yang Shen
通讯作者:Yang Shen
Integrin-Induced Signal Event Contributes to Self-Assembled Monolayers on Au-Nanoparticle-Regulated Cancer Cell Migration and Invasion
整合素诱导的信号事件有助于金纳米颗粒调节癌细胞迁移和侵袭的自组装单层
DOI:10.1021/acsbiomaterials.8b01648
发表时间:2019-04-01
期刊:ACS BIOMATERIALS SCIENCE & ENGINEERING
影响因子:5.8
作者:Su, Guanyue;Yu, Hongchi;Liu, Xiaoheng
通讯作者:Liu, Xiaoheng
ROS responsive resveratrol delivery from LDLR peptide conjugated PLA-coated mesoporous silica nanoparticles across the blood-brain barrier
ROS 响应性白藜芦醇从 LDLR 肽缀合的 PLA 涂层介孔二氧化硅纳米粒子传递穿过血脑屏障
DOI:10.1186/s12951-018-0340-7
发表时间:2018-02-13
期刊:JOURNAL OF NANOBIOTECHNOLOGY
影响因子:10.2
作者:Shen, Yang;Cao, Bin;Cui, Xinyan Tracy
通讯作者:Cui, Xinyan Tracy
Fluid Shear Stress Promotes Autophagy in Hepatocellular Carcinoma Cells.
流体剪切应力促进肝细胞癌细胞自噬
DOI:10.7150/ijbs.27055
发表时间:2018
期刊:International journal of biological sciences
影响因子:9.2
作者:Wang X;Zhang Y;Feng T;Su G;He J;Gao W;Shen Y;Liu X
通讯作者:Liu X
DOI:doi: 10.1080/19336918.2017.1319042
发表时间:2018
期刊:Cell Adh Migr
影响因子:--
作者:Yu Hongchi;Shen Yang;Jin Jingsi;Zhang Yingying;Feng Tang;Liu Xiaoheng
通讯作者:Liu Xiaoheng
构建三维微流控血管芯片探索颅内动脉瘤血管重塑机制
  • 批准号:
    32371370
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    沈阳
  • 依托单位:
流体剪切力诱导内皮/间质转化(EndMT)参与调控脑缺血再灌注中炎症应答的力学生物学机制探索
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    62万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    沈阳
  • 依托单位:
力学敏感YAP通路介导流体剪切力调控血脑屏障的力学生物学机制探索
  • 批准号:
    31870939
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    沈阳
  • 依托单位:
材料表面化学调控血管内皮细胞粘附和迁移的生物力学机制
  • 批准号:
    31300775
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    沈阳
  • 依托单位:
国内基金
海外基金