BMP10载药纳米基质支架: iPS源性心肌细胞的促熟新策略及其机制研究
批准号:
31400832
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
曾迪
依托单位:
学科分类:
组织工程学
结题年份:
2017
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
欧东波、刘雄涛、王洪涛、郭万刚、苏菲菲、陈焱、丁璐、魏婷
中文摘要
iPS源性心肌细胞不成熟限制了iPS细胞在心肌再生治疗中的应用,亟待新的促熟策略。我们在上一基金中发现这种不成熟性直接影响组织工程心肌的功能重建,为此探索其促熟新策略与机制尤为迫切和重要!文献回顾及前期研究表明:ECM与促熟因子是调控心肌细胞成熟的关键因素,而BMP10是其潜在的促熟新因子。延伸前期研究基础,本研究拟利用已建立的αMHC-eGFP-iPS细胞系及心肌分化诱导体系,联合静电纺丝与纳米载药技术制备BMP10载药纳米基质支架,探讨拟生ECM微环境联合促熟因子BMP10的策略对iPS源性心肌细胞的促熟作用;结合抑制剂与阻断性抗体研究生物力学刺激下MEK-ERK1/2通路对心肌细胞结构与电生理成熟的调控作用,以阐明BMP10载药纳米基质支架影响iPS源性心肌细胞成熟的机制。预期研究成果有望建立一种有效促熟策略和阐明心肌细胞的成熟新机制,为iPS细胞更好地应用于心肌再生治疗奠定基础。
英文摘要
The immaturity of iPS-derived cardiomyocytes (iPS-CM) seriously limits its application in myocardial regeneration therapy, and new strategies for promoting maturation of iPS-CM are urgent to be explored. In our previous fund, we found that the immaturity of iPS-CM directly affected the functional reconstruction of tissue-engineered myocardium. Therefore, it is particularly urgent and important to explore new strategies and its mechanism for promoting maturation of iPS-CM. Literature review and our previous research indicates that ECM and pro-maturity factor are key regulatory factors for maturation of cardiomyocytes, and BMP10 is a new potential factor. Based on previous research, this study is explored to prepared BMP10 drug-loaded nanometer matrix scaffold by combination of electrospinning and drug-loaded technology. Using previously established αMHC-eGFP-iPS cell lines and cardiomyocytes differentiation system, we explore the role of biomimetic ECM microenvironment and BMP10 on maturation of iPS-CM. By using inhibitors and blocking antibodies, this study try to reveal the regulatory role of MEK-ERK1/2 pathway mediated by biomechanical stimulation on structural and electrophysiological maturity of cardiomyocytes, thus to clarify the regulatory mechanisms of BMP10 drug-loaded nanometer matrix scaffold on the maturation of iPS-CM. The anticipated results are expected to establish an effective strategy to promote the maturation of iPS-CM and clarify its new mechanism, which will lay foundation for better application of iPS cells in myocardial regeneration therapy.
iPS源性心肌细胞不成熟限制了iPS细胞在心肌再生治疗中的应用,亟待新的促熟策略。前期研究表明:ECM与促熟因子是调控心肌细胞成熟的关键因素,而BMP10是其潜在的促熟新因子。延伸前期研究基础,本研究利用已建立的αMHC-eGFP-iPS细胞系及心肌分化诱导体系,联合静电纺丝与纳米载药技术制备BMP10载药纳米基质支架。分别从增殖活性、心肌细胞成熟化特异标记物检测、生理性肥大指标测定、功能连接蛋白表达测定等方面研究BMP10载药纳米基质支架对iPS源性心肌细胞形态结构及生理功能的促熟作用;同时从钙离子调控特性、离子电流及动作电位测定等方面研究BMP10载药纳米基质支架对iPS源性心肌细胞电生理功能的促熟作用。研究证实:BMP10载药纳米基质支架无论在心肌结构及电生理特性上都可促使iPS源性心肌细胞结构更加成熟化,是一种iPS源性心肌细胞的促熟新策略。此外,研究还证实:早期Wnt激活、肾上腺素能受体以及MEK-ERK1/2通路均参与这一促熟作用。结合抑制剂与阻断性抗体抑制MEK-ERK1/2通路后发现,BMP10载药纳米基质支架的促熟作用明显削弱,明确了MEK-ERK1/2通路对心肌细胞结构与电生理成熟的调控作用,从而阐明了BMP10载药纳米基质支架影响iPS源性心肌细胞成熟的机制。本课题研究结果为探索iPS源性心肌细胞促熟新策略提供了新的思路,并揭示了心肌细胞成熟过程中的调控新机制,为iPS细胞更好地应用于心肌再生治疗奠定基础。
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DOI:
--
发表时间:
2018
期刊:
心脏杂志
影响因子:
--
作者:
[刘雄涛, 陈炎, 曾迪, 李军, 廉诚, 郑强荪]
通讯作者:
郑强荪
DOI:
10.13191/j.chj.2015.0175
发表时间:
2015
期刊:
心脏杂志
影响因子:
--
作者:
[丁璐, 李晓莉, 曾迪, 陈焱, 欧东波, 魏婷, 郑强荪]
通讯作者:
郑强荪
DOI:
10.13865/j.cnki.cjbmb.2015.01.11
发表时间:
2015
期刊:
中国生物化学与分子生物学报
影响因子:
--
作者:
[陈焱, 曾迪, 丁璐, 李晓莉, 谢江徽, 郑强荪]
通讯作者:
郑强荪
Role of alpha-and beta-adrenergic receptors in cardiomyocyte differentiation from murine-induced pluripotent stem cells
α-和β-肾上腺素能受体在小鼠诱导多能干细胞分化为心肌细胞中的作用
DOI:
10.1111/cpr.12310
发表时间:
2017
期刊:
CELL PROLIFERATION
影响因子:
8.5
作者:
[Li Xiao-Li, Zeng Di, Chen Yan, Ding Lu, Li Wen-Ju, Wei Ting, Ou Dong-Bo, Yan Song, Wang Bin, Zheng Qiang-Sun]
通讯作者:
Zheng Qiang-Sun
DOI:
10.16352/j.issn.1001-6325.2015.04.008
发表时间:
2015
期刊:
基础医学与临床
影响因子:
--
作者:
[李晓莉, 丁璐, 陈炎, 欧东波, 曾迪, 郑强荪]
通讯作者:
郑强荪
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