课题基金 / 基金详情

整合素beta1在诱导性干细胞来源的血管内皮前体细胞参与血管新生中的作用

批准号:
82070292
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
陈思锋
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:
陈思锋

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
血管新生为损伤组织打开生命通道,血管新生障碍是许多伤病久治不愈的原因。诱导性多能干细胞(iPSC)应用潜力巨大,但迫切需要更安全有效可控的应用策略。申请人发现:分化为血管内皮细胞(ECs)并促血管新生是自体和异体iPSC促进猴和小鼠创面愈合的主要机制,但iPSC迁移距离有限;iPSC体外分化的早期内皮祖细胞(iPSC-EPC),失去多分化性,成为ECs定向分化细胞并促进损伤血管修复,但其仍表达整合素β1(ITGb1)并拥有迁移性和与ECs黏附的能力;ITGb1介导iPSCs与ECs、iPSCs与细胞外基质(ECM)粘附。拟进一步明确iPSC-EPC与ECM粘附对iPSC-EPC体内外存活、分化、迁移、定植锚定、血管新生和治疗作用的影响,以及ITGb1在其中的作用;ITGb1对iPSC-EPC跨血管迁移和血管新生的作用。为安全高效可控应用iPSC及其衍生细胞提供理论依据。
英文摘要
Angiogenesis is a most important process of wound healing and one of the most important mechanisms of stem cell therapy. Induced pluripotent stem cells (iPSC) have great potential in regenerative medicine but were abandoned in direct in vivo application due to their side effects such as capability of forming teratoma. Recently, investigators, including the applicant, have developed strategies for preventing side effect of in vivo administered iPSC. Currently, an urgent need is to develop strategy that can significantly improve therapeutic function of iPSC while making the cells safer and more controllable. In monkey and mouse wound healing models, we found promoting angiogenesis and becoming endothelial cells were the major mechanism by which autologous and allogeneic iPSC promote skin wound healing. However, the interstitial distance an iPSC can migrate is limited. iPSC-derived endothelial progenitor cells (iPSC-EPC)lost their pluripotency and became endothelial linkage cells. Importantly, the capabilities of the cells to express integrin beta1 and adhering to and then migrating across endothelial monolayer remained. Preliminary experiment showed integrin using integrin beta-1 as beta unit was responsible for the adhesion between iPSC and extracellular matrix proteins (ECM), and between iPSC and endothelial cells. This project will further demonstrates the effect of interaction between iPSC-EPC and ECM interaction on iPSC-EPC extravasation, migration, immobilization, survival, proliferation, differentiation, therapeutic function and iPSC-EPC promoted angiogenesis, and the roles of integrin beta-1 in vivo and in vitro. Similar experiments will be performed to determine the role of integrin beta-1 on the interaction of iPSC-EPC and EC. Our result will have great impact on reviving the valuable application of iPSC-EPC in vivo.
iPSC-EPC(诱导多能干细胞来源的内皮祖细胞)与细胞外基质(ECM)的粘附作用对其迁移、定植及血管新生能力有显著影响。本课题验证了所提出的iPSC-EPC与ECM的结合限制了其迁移,促进了定植,减少了其在血管新生中的数量和分布范围,敲除iPSC-EPC内的整合素β1亚基可以促进血管新生的数量和分布范围,而且可增强其分化为血管内皮细胞能力的假设。主要发现包括:1) 成功构建ITGα4和ITGβ1基因敲除的小鼠iPSCs,敲除后的iPSCs保持了野生型iPSCs的形态特征、多能性和标志物表达,敲除亦未影响iPSCs的存活和增殖能力,但促进了iPSCs分化为EPC和血管内皮细胞的能力;2)在细胞外基质存在的环境中,ITGβ1基因敲除显著加强iPSCs的迁移能力,加强其血管新生和创美愈合的能力。但在无细胞外基质条件下,ITGα4和ITGβ1敲除对iPSCs的粘附和迁移能力没有显著影响;3)在缺氧或炎症因子的作用下,iPSC-EPC与ECM的粘附增强,限制了其迁移能力,进而限制了血管新生的空间范围,降低了iPSC-EPC促进创面愈合的能力。然而,敲除整合素β1亚基可显著恢复iPSC-EPC的功能和治疗效果;4)siRNA延时短暂干扰iPSC-EPC内整合素β1亚基的表达能够抑制其与ECM的粘附,促进其在ECM和细胞间隙的迁移,延缓定植,同时不影响其存活和分化能力,能够促进血管新生和创面愈合。但在干扰的整合素β1亚基的蛋白量显著降低前不影响iPSC-EPC与激活血管内皮细胞的单层粘附或跨血管壁的迁移;5)过表达整合素β1对iPSC-EPC功能无显著影响,因为野生型iPSC-EPC本身已经具有较高的整合素β1基础表达;6)敲除整合素ITGα4对iPSC及其分化的EPC的粘附和迁移能力无显著影响。. 本研究揭示了ITGβ1在iPSCs生物学功能中的作用,特别是ITGβ1在iPSCs促进创伤修复和血管生成中的关键作用,表明它可能是加强干细胞疗效中的重要靶点,这些发现有助于更好地理解干细胞与细胞外基质的相互作用,并为临床应用奠定了理论基础。
白血病抑制因子在诱导性多能干细胞分化的血管内皮前体细胞抑制动脉内膜增生中的作用
  • 批准号:
    82370415
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    49万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    陈思锋
  • 依托单位:
血红素氧合酶-1在诱导性多能干细胞分化的人心肌和血管内皮细胞与心室梗死区结构及功能整合中的作用
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
  • 资助金额:
    150万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    陈思锋
  • 依托单位:
细胞自噬在来源于诱导性多能干细胞的外泌体对血管内膜增生性疾病防治中的作用
  • 批准号:
    91539120
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    115.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    陈思锋
  • 依托单位:
内皮细胞内质网应激在移植肾血管排异反应中的作用
  • 批准号:
    30830050
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    185.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    陈思锋
  • 依托单位:
国内基金
海外基金