课题基金 / 基金详情

心脏损伤后血管再生修复的调控机制及干预

批准号:
92068202
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
300.0 万元
负责人:
孟丹
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:
孟丹

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
本项目以组织器官再生修复过程中相关细胞属性的动态演变及调控网络为研究切入点,拟研究心脏损伤再生修复过程中再生血管内皮细胞属性演变及血管再生的动态时空调控网络和机制。我们发现小鼠心尖切除后心脏修复过程中心内膜内皮细胞可转变成动脉内皮细胞,且高表达前蛋白转化酶PCSK5。小鼠心脏过表达PCSK5减少心肌梗死面积,改善心功能。但是PCSK5在血管再生修复中的作用尚不清楚。本课题拟将单细胞RNA测序与单细胞ATAC测序结合,解析心脏损伤再生修复过程中细胞的时空异质性和转录调控在不同细胞中的特异性;探究不同细胞间相互作用对心脏再生修复的影响;解析心脏损伤后调控血管再生的关键转录因子、分子网络和调控因子,明确心脏损伤再生修复过程中演变成动脉内皮细胞的属性及调控机制。在小鼠心肌梗死、心尖切除及人血管类器官模型上,研究PCSK5对血管再生修复和心脏功能的影响,为促进心脏损伤后血管再生修复提供新策略。
英文摘要
This project focuses on the dynamic evolution of cell properties and regulatory networks in the process of tissue and organ regeneration and repair. We attempt to investigate the dynamic spatiotemporal regulatory network and mechanism of vascular regeneration during the regeneration and repair of cardiac injury. We analyzed the heterogeneity of regenerating cells after apical resection in mice, and found that endocardial endothelial cells could transform into arterial endothelial cells during the repair of heart injury, and the transformed cells were highly expressed PCSK5. The PCSK5 gene promoter in endothelial cells was associated with open chromatin states. Overexpression of PCSK5 in heart significantly reduced the myocardial infarcted area and improved cardiac function in mice. However, the mechanism of spatiotemporal regulatory network and the role of PCSK5 in vascular regeneration and repair are still unclear. The aim of this study is to combine single cell RNA sequencing with single cell ATAC sequencing to analyze the temporal and spatial heterogeneity of cells and the specificity of transcriptional regulation in different cells during cardiac regeneration and repair, explore the effects of different cell interactions on cardiac regeneration and repair, and analyze key transcription factors, molecular networks and regulatory factors regulating cardiac and vascular regeneration after cardiac injury. We attempt to explore the properties of transforming into arterial endothelial cells and determine the regulation mechanism involved in it. We will investigate the effects of PCSK5 on vascular regeneration and cardiac function in mice with myocardial infarction, apical resection and human blood vessel organoids models. This study will provide a new strategy for promoting revascularization and repair after cardiac injury.
研究心脏损伤再生修复过程中再生血管内皮和心肌细胞的时空调控网络和分子机制,对心血管疾病的防治具有重要意义。我们筛选发现心脏损伤再生修复过程中内皮细胞的前蛋白转化酶PCSK5表达明显上调,但是PCSK5在血管和心肌再生修复中的作用尚不清楚。我们发现PCSK5内皮特异性敲除增加小鼠心肌梗死面积,加重小鼠心梗后心功能,并抑制VEGFA和IGF1信号通路的激活,及血管新生及增殖相关基因的表达;在新生和成年小鼠心肌梗死模型上心脏过表达PCSK5促进心梗后的血管再生和心肌再生,减少梗死面积,改善小鼠心功能。心肌梗死后VEGFA通过促进ETS1表达转录水平上调PCSK5表达。单细胞测序发现,PCSK5促进心梗后内皮细胞和心肌细胞的增殖。在机制上,PCSK5促进VEGFA和IGF1的剪切激活,进而促进下游信号通路激活和内皮细胞及心肌细胞的增殖,缺失活性位点的PCSK5不能发挥促增殖的作用。药物筛选发现司美格鲁肽可通过促进PCSK5的表达促进内皮细胞血管新生活性。通过单细胞测序发现过表达PCSK5抑制转录因子BACH1,促进血管再生。我们筛选获得了多个BACH1的小分子抑制剂,可促进小鼠心肌梗死后心脏的血管再生,改善心脏功能。进一步我们揭示了BACH1通过感知血流剪切力引起动脉粥样硬化发生的新机制,并阐明了BACH1在血管和心脏病理性重构中的重要作用。利用单细胞RNA测序与ATAC测序相结合,揭示AP-1家族转录因子参与心脏和血管再生。解析了人血管类器官分化过程中表观遗传学修饰的动态演变过程,移植人血管类器官到大鼠心脏可以促进心肌梗死后的再生修复。本项目解析了心脏损伤再生修复过程中细胞的时空异质性,阐释了关键调控因子PCSK5和BACH1调控心血管再生的分子机制,并针对BACH1靶点发掘了新的促进血管再生的小分子化合物,开发了基于血管类器官的再生治疗新策略,提出了新的促进心血管再生修复的干预策略。
MRG15在动脉粥样硬化中的作用和机制研究
  • 批准号:
    82220108020
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
  • 资助金额:
    250万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    孟丹
  • 依托单位:
Bach1调控干细胞向血管平滑肌细胞分化的作用和机制研究
  • 批准号:
    81873469
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    孟丹
  • 依托单位:
Bach1调控血管平滑肌细胞增殖和血管重构的表观遗传机制研究
  • 批准号:
    91639103
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    孟丹
  • 依托单位:
MMP-3在Bach1抑制血管新生中的作用研究
  • 批准号:
    81670450
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    孟丹
  • 依托单位:
国内基金
海外基金