课题基金 / 基金详情

人诱导多能干细胞衍生心脏细胞外泌体治疗猪心肌梗死的机制研究

批准号:
82070260
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
高崚
依托单位:
学科分类:
心肌损伤、修复、重构和再生
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
高崚

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
心肌梗死等心血管疾病是世界范围发病和死亡的主要原因。前期报道人诱导多能干细胞(hiPSCs)衍生的各种心脏细胞(hiPSC-CCs)分泌的外泌体(CC-Exo)可保护受损心肌和促进血管生长的作用,具有临床应用治疗心肌梗死的潜能。但是目前各类型CC-Exo组分、作用差异性、大动物安全性和疗效、作用机制等问题不清楚?我们已经成功从hiPSCs分化得到六种hiPSC-CCs(心肌、内皮、平滑肌、成纤维、心外膜、周细胞); 分离提取了其外泌体,并在体内、体外初步观察到其保护作用。为了加快CC-Exo 临床转化,本课题旨在:1)体外研究不同类型CC-Exo的特征和成份谱,比较其保护作用;2)在猪心梗模型上确认主要类型CC-Exo的作用疗效和安全性,及其调控室性心律失常和钙稳态的作用机制;3)探索增强CC-Exo体内靶向性和稳定性的方法,从而为其临床治疗心梗建立基础。
英文摘要
Cardiovascular diseases such as myocardial infarction (MI) are the leading causes of mortality in China. Exosomes (CC-Exo) secreted from the human-induced pluripotent stem cell (hiPSC)-differentiated cardiac cells (hiPSC-CCs) were reported to have the potentiality to protect the injured cardiomyocyte and promote the vascular growth, which would be a candidate for the treatment against MI in the clinic. However, the components and effects of various types of CC-Exo, the safety and efficacy of specific types of CC-Exo in large animals, and the mechanisms for the cardio protection are still unclear. We have successfully differentiated various types of high-purity hiPSC-CCs (cardiomyocytes, endothelial cells, smooth muscle cells, fibroblasts, epicardial cells, and pericytes) from hiPSCs and isolated their exosomes. Moreover, the cardioprotective effects of these CC-Exo were observed in the pilot experiments in vitro and in vivo. In order to accelerate the clinical translation of CC-Exo, this project aims to: 1) investigate the characteristics and constituent profile of different types of CC-Exo, and compare the differences in cardio protection; 2) confirm the efficacy and safety of the specific types of CC-Exo in a porcine MI model; and focus on the mechanism investigation of CC-Exo in regulating porcine ventricular arrhythmia and maintaining myocyte intracellular calcium homeostasis; 3) explore the potential approaches to enhance the targeting and stability of CC-Exo in vivo.
心血管疾病特别是心肌梗死是世界范围内发病和死亡的主要原因,但是目前的治疗方法不足以挽救受损的心肌细胞,延缓心梗向心力衰竭的进展。人诱导多能干细胞衍生心脏细胞(hiPSC-CCs)分泌的外泌体(hiPSC-CC-Exo)因为其体积小,复杂性和免疫源性低,易于运输和存储,不存在形成肿瘤的风险,却能具有母体细胞的心肌保护作用,具有巨大治疗心梗的临床应用前景。但是之前没有人系统的研究过,因此本课题对此进行了深入研究,并获得了一系列成果:1)建立并优化了从hiPSCs定向诱导得到各种类型心脏细胞的分化系统,掌握了外泌体分离提取和鉴定的技术;2)分析了各类型hiPSC-CC-Exo中miRNA谱,体外比较了hiPSC-CC-Exo保护缺血心肌细胞和促血管生成的作用,发现共培养心脏细胞分泌的外泌体具有最好的保护效应;3)hiPSC-EC-Exo移植可以通过调节SERCA-2a和RyR-2的表达和功能,增强心肌细胞的收缩功能与钙瞬变幅度,维持胞内钙稳态,从而改善小鼠心梗后心功能和抑制心脏的不良重构。miR-100-5p是hiPSC-EC-Exo中富集的关键miRNA,可以通过靶向PP-1β抑制PLB的16位磷酸化从而改善SERCA-2a的功能,维持钙稳态;4)hiPSC-CM-Exo移植可以改善小鼠心梗后心功能、减少心脏纤维疤痕的形成、促进梗死边缘区血管新生、和抑制心脏的重构。miR-10a-5p是hiPSC-CM-Exo中富集的关键miRNA,可以靶向PTEN基因后通过激活PI3K/AKT信号通路增加血管VEGF的分泌而促进血管新生;5)低氧处理后的hiPSC-EP-Exo体外可以通过减少心肌细胞的凋亡,体内移植可改善心梗小鼠的心功能和减少梗死面积。机制为hiPSC-EP-Exo中富集的miR-214-3p可以通过靶向MIEF2减轻线粒体的过度分裂,减少心肌细胞的凋亡,从而保护受损心脏;6)建立了大动物猪心梗模型、体外遥测心电图技术、和多模态大动物心脏功能检测等技术体系。确定了hiPSC-CMs外泌体移植对猪心肌梗死后心功能、心肌重构、和血流动力学的改善作用。这些发现为hiPSC-CC-Exo的临床转化研究提供了有力的前期实验支持数据,将大大的促进hiPSC-CC-Exo临床治疗心梗的应用进展。
纳米微粒缓释FasL蛋白增强人多能干细胞衍生心室型心肌细胞移植治疗猪心梗的疗效和机制研究
  • 批准号:
    82270261
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    高崚
  • 依托单位:
大尺寸功能性人心肌补片的构建及治疗心肌梗死的机制研究
  • 批准号:
    81870208
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    56.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    高崚
  • 依托单位:
国内基金
海外基金