课题基金 / 基金详情

TRGel微囊化结合全组织透明化和高分辨率成像技术解析胰岛再生动态演进过程及其分子机制

批准号:
92168111
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
75.0 万元
负责人:
张志刚
依托单位:
学科分类:
胰岛生理调控与功能异常
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
张志刚

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
胰岛移植已成为治疗胰岛素缺乏型糖尿病的一种替代疗法。但由于临床上胰岛来源缺乏、分离困难以及移植排斥反应等,限制了胰岛移植的广泛应用。研究表明间充质干细胞可分化具有胰岛素分泌功能的细胞,通过微囊化包裹又能够保护胰岛素分泌细胞移植后的活性,降低免疫排斥。本课题拟应用骨髓、脂肪和脐带来源的间充质干细胞体外诱导分化为胰岛素分泌细胞并建立稳定的细胞分化、微小胰岛组织构建工艺;利用温度调控材料TRGel(poly(2,3)glucose)形成微囊并建立TRGel微囊化再生胰岛组织工艺;在糖尿病小鼠模型上检验再生微囊化胰岛组织的替代性治疗效果。借助单细胞测序和全组织透明化及高分辨率成像技术,综合免疫微环境分析,揭示间充质干细胞分化为胰岛素分泌细胞及微小胰岛组织再生过程多维度的表征和可视化以及关键的调控信号改变,探索移植体和周围环境的互作,从而为再生胰岛组织移植技术的应用提供分子依据。
英文摘要
Pancreatic islet transplantation has become a typical β-cell replacement therapy for the treatment of insulin-deficient diabetes. However, due to the lack of source of pancreatic islets, difficulty in isolation, and transplant rejection, the wide application of direct pancreatic islet transplantation is limited. Studies have shown that mesenchymal stem cells can differentiate into islet-like cells (or insulin producing cells, IPCs), and can protect the activity of IPCs after transplantation through microencapsulation and reduce immune rejection. In this project, we would like to use bone marrow, fat and umbilical cord-derived mesenchymal stem cells to induce IPCs in vitro and establish a stable cell differentiation and to construct encapsulation technology; to use temperature responsive material TRGel (poly(2,3)glucose) to form Microencapsulation and the establishment of TRGel microencapsulation regenerated islet tissue technology; the alternative treatment effect of regenerated microencapsulated islet tissue was tested on a diabetic mouse model. With the help of single-cell sequencing, whole-tissue clearing and high-resolution imaging technology, comprehensive immune microenvironment analysis, we aim to reveal the multi-dimensional characterization and visualization of the regeneration process of mesenchymal stem cells into IPCs and tiny islet tissues, as well as key regulatory signal changes. The interaction between the transplant and the surrounding environment provides a molecular basis for the application of regenerative islet tissue transplantation treatment technology for diabetes.
糖尿病是一种能够引发多器官并发症的全身性代谢疾病。细胞替代治疗是一种新兴的治疗I型糖尿病的手段,胰岛移植的关键问题是如何获得充足的胰岛来源,以及如何促进移植物胰岛的存活。.本课题组采用临床上取材方便、来源丰富的间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSC),建立稳定的MSC分离和分化体系,并检验体外再生胰岛组织替代治疗的效果。本课题组利用神经细胞条件培养基、小分子药物(高浓度葡萄糖、烟酰胺)和激素(胃泌肽、肝细胞生长因子、Exendin-4),诱导MSC分化为胰腺内分泌细胞。分化过程中,MSC迁徙形成200-800μm大小的岛状细胞团,细胞中出现大量致密的颗粒。免疫化学染色证实了这些岛状细胞团有产胰岛素能力,其中致密颗粒的成分是神经巢蛋白。说明依照本课题组的诱导分化体系,能获得有产胰岛素能力的细胞团,有应用于临床细胞替代治疗的潜力。.神经不仅在功能上支配其靶器官,还可以分泌神经营养因子促进其靶器官的发育与存活;神经细胞与胰岛细胞还有许多细胞生理上的相似性。本课题组利用组织透明化染色和成像技术,发现小鼠胰岛与神经之间存在结构上的高度相关;在I型糖尿病小鼠的肾被膜下移植离体胰岛,移植手术6周后取材肾脏进行组织透明化染色和成像,发现移植物出现再神经化现象。宿主小鼠的交感神经可延伸、寻路,到达胰岛移植物处,与胰岛移植物形成新的结构上的联系。这进一步说明神经与胰岛之间存在很强的相互作用,研究神经影响胰岛的功能与生存的分子机制,找到关键的神经营养因子,可能是提高胰岛移植物的存活率的破局点。.本课题组进一步探索了提高MSC向胰岛β细胞分化的效率的方法。通过调整丙烯酰胺和双丙烯酰胺的比例,获得不同硬度的基质胶。在三种不同硬度的基质胶上,用四种不同的方案进行诱导分化后,发现软基质上MSC更易被诱导进入胰腺样内胚层阶段。本课题组进一步选取五种不同类型、容易获取的MSC,用3种方案进行诱导分化后,发现不同来源的MSC,其最优效的诱导分化方案也不同,其中以骨髓来源的MSC的分化效率最高。
外周5-羟色胺通过受体介导或翻译后修饰的方式调控消化系统肿瘤及其微环境的分子机制研究
  • 批准号:
    82230087
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    261万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    张志刚
  • 依托单位:
pre-mRNA剪接因子SF3B4通过可变剪接调控脂质代谢促进肝癌发展的分子机制研究
  • 批准号:
    81672358
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    张志刚
  • 依托单位:
甲基化介导的胞外基质蛋白Dermatopontin基因沉默促进肝癌的侵袭转移
  • 批准号:
    81472678
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    78.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    张志刚
  • 依托单位:
国内基金
海外基金