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尿源性干细胞通过外泌体/miRNAs调控海绵窦内皮功能治疗糖尿病性勃起功能障碍大鼠的作用机制研究
结题报告
批准号:
81671834
项目类别:
面上项目
资助金额:
57.0 万元
负责人:
刘贵华
依托单位:
学科分类:
H2810.组织器官再生机制与调控
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
吴荣佩、汪中扬、李婷婷、杨其运、史亚男、夏凯、张晓莉、戴宇平
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中文摘要
糖尿病性勃起功能障碍(DED)的核心发病机制为阴茎海绵窦内皮功能障碍,现有疗法效果不佳。我们己证明尿源干细胞(USC)可改善DED大鼠阴茎海绵窦内皮及勃起功能,但其作用机制及调控节点尚不清楚。有研究发现由干细胞外泌体中miRNAs介导的旁分泌可能是干细胞治疗的主要作用机理。预实验发现USC在体外可分泌含miRNAs的外泌体,将USC移植入DED大鼠阴茎内可恢复部分miRNAs的表达。据此我们提出“USC通过外泌体中的miRNAs调控修复DED大鼠阴茎海绵窦内皮功能而改善其勃起功能”的假设。本项目结合基因芯片与蛋白芯片、分子生物学等方法探讨USC所分泌外泌体中的miRNAs介导不同信号通路之间交叉串话的机理,旨在获得USC通过外泌体调控修复DED大鼠内皮功能及勃起功能的直接证据,将助于更深刻地理解USC治疗DED的作用机制与调控节点,为推动干细胞疗法成为勃起功能障碍治疗的新手段提供理论依据。
英文摘要
The core pathologic mechanism of diabetic erectile dysfunction (DED) is endothelial dysfunction. However, current treatment for DED is insufficient. Our previous studies demonstrated that urine derived stem cells (USCs) could significantly improve the penile cavernous endothelial function and erectile function of DED rats, but the pathway and key regulation point of USCs repair the endothelial dysfunction remain unclear. Some other studies showed that paracrine mechanism mediated by the exosomes enrich miRNAs which were secreted by stem cells was an important mechanism for the stem cell therapy. Our pilot study showed the USCs could secrete exosomes and these exosomes enrich miRNAs. The abnormal miRNAs in the penis of DED rats would be partly corrected by USCs transplantation. Therefore, we hypothesis that USCs can restore the impaired endothelial function and improve the erectile dysfunction of DED rats by the exosomes enrich miRNAs. We are planning to analyze the cross-talk mechanisms of different signaling pathway mediated by the miRNAs regulation network by gene microarray, RPPA analysis and bioinformatics prediction et al. This project is aim to obtain the direct evidence that USCs can restore the endothelial dysfunction and erectile dysfunction by secreting exosomes enrich miRNAs. It will contribute to a better understanding of the mechanisms and key regulation node of USCs in the treatment of erectile dysfunction, which may also provide a theoretical basis for promoting the stem cell therapy in the treatment of DED.
糖尿病性勃起功能障碍(DED)的核心发病机制为阴茎海绵窦内皮功能障碍,现有疗法效果不佳。我们己证明尿源干细胞(USC)可改善DED大鼠阴茎海绵窦内皮及勃起功能,但其作用机制及调控节点尚不清楚。有研究发现由干细胞外泌体中miRNAs介导的旁分泌可能是干细胞治疗的主要作用机理。预实验发现USC在体外可分泌含miRNAs的外泌体,将USC移植入DED大鼠阴茎内可恢复部分miRNAs的表达。据此我们提出“USC通过外泌体中的miRNAs调控修复DED大鼠阴茎海绵窦内皮功能而改善其勃起功能”的假设。为验证此科学假设,本项目优化了USCs的培养、分离、体外增殖调控体系,改进了USCs-exo的提取方法,使其提取效率较常规方法提升近百倍。成功建立了糖尿病勃起功能障碍(DED)大鼠模型,并成功分离鉴定DED大鼠阴茎海绵窦内皮细胞。通过体外实验证明USC-exo可以旁分泌的方式转运进入DED大鼠阴茎海绵窦内皮细胞,USC-exo可通过Spred-1/VEGF/VEGFR1/eNOS通路提高细胞增殖及存活能力。进行RNA-seq分析显示USCs-exo中表达量最高的15种miRNA中,11种miRNA具有促血管生成作用。体内实验中,我们对糖尿病勃起功能大鼠模型进行USCs及USCs-exo注射,证明USCs-exo可以miRNAs通过改善DED大鼠的阴茎海绵窦内皮功能以及海绵体平滑肌功能,最终治疗勃起功能障碍。此外,我们还发现USCs-exo除能通过miRNAs改善DED大鼠的阴茎海绵窦内皮功能和勃起功能障碍以外,还能通过抑制内皮细胞自噬发挥作用。总之,通过本项目的实施,己获得USC通过外泌体调控修复DED大鼠内皮功能及勃起功能的直接证据,更深刻地理解USC治疗DED的作用机制与调控节点,将有助于糖尿病性勃起功能障碍这一大类难治性勃起功能障碍患者得到有效治疗,也为推动干细胞疗法成为勃起功能障碍治疗的新手段提供理论依据。并己发表SCI论文10篇,申请专利2项,培养博士研究生2名,硕士研究生2名,非常圆满地完成了本项目的所有研究目标。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:doi: 10.1016/j.actbio.2020.02.005.
发表时间:2020
期刊:Acta Biomater
影响因子:--
作者:Guihua Liu;Rongpei Wu;Bin Yang;Yingai Shi;Chunhua Deng;Anthony Atala;Steven Mou;Tracy criswell;Yuanyuan Zhang
通讯作者:Yuanyuan Zhang
DOI:10.4103/aja.aja_41_19
发表时间:2020-03-01
期刊:ASIAN JOURNAL OF ANDROLOGY
影响因子:2.9
作者:Xie, Yun;Deng, Cun-Can;Liu, Gui-Hua
通讯作者:Liu, Gui-Hua
A cocktail of growth factors released from a heparin hyaluronic-acid hydrogel promotes the myogenic potential of human urine-derived stem cells in vivo.
从肝素透明质酸水凝胶释放的生长因子混合物可促进体内人尿液干细胞的生肌潜力
DOI:10.1016/j.actbio.2020.02.005
发表时间:2020-04-15
期刊:Acta biomaterialia
影响因子:9.7
作者:Liu G;Wu R;Yang B;Shi Y;Deng C;Atala A;Mou S;Criswell T;Zhang Y
通讯作者:Zhang Y
DOI:10.1111/and.13263
发表时间:2019
期刊:Andrologia
影响因子:--
作者:Deng Cuncan;Li Tingting;Xie Yun;Guo Yingchun;Yang Qi yun;Liang Xiaoyan;Deng Chun hua;Liu Gui hua
通讯作者:Liu Gui hua
Inhibiting Necroptosis of Spermatogonial Stem Cell as a Novel Strategy for Male Fertility Preservation
抑制精原干细胞坏死性凋亡作为保留男性生育力的新策略。
DOI:10.1089/scd.2019.0220
发表时间:2020
期刊:Stem Cells and Development
影响因子:4
作者:Xie Yun;Chen Haicheng;Luo Daosheng;Yang Xing;Yao Jiahui;Zhang Chi;Lv Linyan;Guo Zexin;Deng Cuncan;Li Yanqing;Liang Xiaoyan;Deng Chunhua;Sun Xiangzhou;Liu Guihua
通讯作者:Liu Guihua
FOXO4核转位介导衰老睾丸间质细胞持续分泌SASP因子激活精原干细胞坏死性凋亡的机制及对策研究
  • 批准号:
    82171604
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    刘贵华
  • 依托单位:
基于iPSCs构建人睾丸类器官探讨FOXO1/3/4调控生精与生精微环境间相互作用及机制研究
  • 批准号:
    81971759
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    刘贵华
  • 依托单位:
b-FGF经PI3K/Akt通路调控尿源干细胞治疗糖尿病性勃起功能障碍大鼠的作用与机理
  • 批准号:
    81401197
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    刘贵华
  • 依托单位:
国内基金
海外基金