TGF-β/AMPK信号通路介导马凡综合征的血管干细胞早衰及对其进行调控的治疗作用研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81871599
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H1602.器官功能衰竭与支持
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The loss of vascular smooth muscle cells (VSMCs) is the major histopathological features of vascular media injury in MFS. Vascular wall stem cells (VSCs) have the potential to differentiate into VSMCs to maintain the self-renewal of vascular parietal cells and repair after injury. Our preliminary study showed that VSCs isolated from MFS exhibited the characteristics of senescence including decreased cell number, migration and proliferative capacity and increased cell size and mitochondrial fusion. Moreover, TGF-β which regulates cell senescence was greatly enhanced whereas p-AMPK which regulates mitochondrial fusion and fission was significantly reduced in VSCs from MFS. Based on the above observation, we hypothesized that TGF-β can induce mitochondrial fusion through regulating AMPK signaling pathway, leading to premature senescence of VSCs in MFS. Subsequently, the senescent VSCs are unable to complete tissue renewal and self-reinforcement of vascular wall, and eventually lead to various degenerative lesions of arterial wall. Here, we will use a series of molecular methods to explore the potential mechanisms of TGF-β/AMPK mediating mitochondrial damage induced the senescence of VSCs in MFS in vitro and in vivo. We will also test the beneficial effects of TGF-siRNA treated MFS-VSCs on aortic lesions in mice model of MFS. This study will provide theoretical and experimental basis of VSCs based therapy for prevention and treatment of the disease of large vessels and exhibit the important academic and clinical significance.
血管平滑肌细胞(VSMCs)丢失是马凡综合征(MFS)患者血管中膜损伤的主要病理特征。血管壁干细胞(VSCs)具有向VSMCs分化的潜能,维持血管壁细胞的自我更新与损伤后的修复。我们的研究表明,MFS的VSCs数量减少、体积变大、迁移和分化能力显著下降、线粒体融合变长,早衰特征明显;在VSCs中,与调控早衰相关的TGF-β明显升高,而与调节线粒体裂变融合相关的p-AMPK明显下降。可以假说:TGF-β通过调节AMPK信号通路诱导线粒体融合、引起MFS中VSCs的早衰、血管壁的自我更新不足,而导致动脉壁的退行性变。本研究体内外两个层面来探讨TGF-β/AMPK介导线粒体损伤和VSCs早衰的信号机制;并以TGF-β为干预靶点,通过siRNA转染技术处理MFS-VSCs,观察其对MFS动物模型主动脉病变的防治作用。研究结果可为VSCs在大血管疾病的防治提供实验基础,具有重要的学术价值和临床意义。

结项摘要

马凡综合征(MFS)血管病变是导致死亡的重要原因,其病理主要表现为中膜平滑肌细胞丢失,取而代之的为空泡样改变,胶原沉积。血管壁干细胞(VSCs)分布于血管外膜,在血管损伤后可分化为血管平滑肌细胞而起到损伤后修复作用。但为何MFS患者主动脉的VSCs无法发挥修复作用,导致疾病进展甚至死亡,其中机制还有待阐明。本研究分别选取器官捐献供体以及行主动脉手术的MFS患者主动脉组织,原代培养及免疫磁珠法筛选出c-kit+-VSCs,并鉴定比较其表型特征及细胞功能。发现与Control-VSCs相比,MFS-VSCs出现细胞衰老,表现为细胞体积增大,SA-β-gal阳性率高,衰老相关蛋白p53和p21表达增多。而且MFS-VSCs增殖、迁移能力降低,细胞衰老明显。同时我们对两组细胞进行转录组水平测序,结果显示几个与细胞过程相关的通路,包括细胞周期和细胞衰老,在MFS-VSCs中显著富集。而且TGF-β1在MFS-VSCs中的表达水平明显高于Control-VSCs。用TGF-β1处理Control-VSCs可诱导其衰老,并且线粒体表现为融合增多裂变减少。同时MFS-VSCs线粒体活性氧产生增多,当加入活性氧去除剂,或者抑制线粒体融合蛋白表达后,可缓解由TGF-β1诱导的细胞衰老。进一步对上游调控通路进行分析,发现AMPK信号通路介导了TGF-β1诱导的线粒体融合。TGF-β1可抑制AMPK信号通路,激活这一通路可使TGF-β1诱导的细胞衰老缓解。综上得出本研究的结论,MFS患者中较高浓度的TGF-β1通过抑制AMPK信号通路导致线粒体形态改变,使线粒体活性氧增多,氧化应激增强,激活衰老相关蛋白过表达,从而导致细胞衰老,功能下降。本研究探讨了TGF-β1介导的MFS-VSCs早衰机制,揭示了MFS患者血管稳态降低的原因,为临床早期干预MFS主动脉病变提供新的治疗靶点和理论依据。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
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会议论文数量(0)
专利数量(0)
Hemin enhances the cardioprotective effects of mesenchymal stem cell-derived exosomes against infarction via amelioration of cardiomyocyte senescence.
氯化血红素通过改善心肌细胞衰老增强间充质干细胞来源的外泌体对梗死的心脏保护作用
  • DOI:
    10.1186/s12951-021-01077-y
  • 发表时间:
    2021-10-21
  • 期刊:
    Journal of nanobiotechnology
  • 影响因子:
    10.2
  • 作者:
    Zheng H;Liang X;Han Q;Shao Z;Zhang Y;Shi L;Hong Y;Li W;Mai C;Mo Q;Fu Q;Ma X;Lin F;Li M;Hu B;Li X;Zhang Y
  • 通讯作者:
    Zhang Y
Apelin-13 Pretreatment Promotes the Cardioprotective Effect of Mesenchymal Stem Cells against Myocardial Infarction by Improving Their Survival.
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  • DOI:
    10.1155/2022/3742678
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Stem cells international
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Chen G;Liang X;Han Q;Mai C;Shi L;Shao Z;Hong Y;Lin F;Li M;Hu B;Li X;Zhang Y
  • 通讯作者:
    Zhang Y
miR-155-5p inhibition rejuvenates aged mesenchymal stem cells and enhances cardioprotection following infarction
miR-155-5p 抑制可使衰老的间充质干细胞恢复活力并增强梗死后的心脏保护作用
  • DOI:
    10.1111/acel.13128
  • 发表时间:
    2020-03-20
  • 期刊:
    AGING CELL
  • 影响因子:
    7.8
  • 作者:
    Hong, Yimei;He, Haiwei;Zhang, Yuelin
  • 通讯作者:
    Zhang, Yuelin
Vascular progenitor cell senescence in patients with Marfan syndrome
马凡综合征患者的血管祖细胞衰老
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Cellular and Molecular Medicine
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    He Haiwei;Yu Baoqi;Liu Zipeng;Ye Gen;You Wei;Hong Yimei;Lian Qizhou;Zhang Yuelin;Li Xin
  • 通讯作者:
    Li Xin

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其他文献

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多壳 Ni80Fe20/Cu 复合线中的静磁相互作用
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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
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  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    迮侃;陈曦;杨滢瑶;柴媛媛;李苏;蒯仂;茹意;卢怡;赵淮波;李欣;李福伦;李斌
  • 通讯作者:
    李斌

其他文献

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Nicotine诱导YTHDF3表观调控IFITM1影响EB病毒上皮侵入的作用机制
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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