间充质干细胞外泌体治疗小鼠视网膜色素变性的作用和机制研究
批准号:
82101165
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
张佳
依托单位:
学科分类:
视网膜、脉络膜及玻璃体相关疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
张佳
中文摘要
视网膜色素变性(RP)是一种不可逆转的致盲性眼科疾病,研究表明干细胞移植为治疗RP提供了新希望,但也面临如伦理、免疫排斥等问题。干细胞外泌体携带了干细胞有效成分、具有低免疫原性和便于给药等优势。我们预实验应用RP小鼠模型,发现间充质干细胞外泌体能够改善小鼠视觉功能、延缓视网膜感光细胞死亡、降低pro-IL-1β的表达、抑制胶质细胞的激活。鉴于此,我们提出:间充质干细胞外泌体能够改善RP小鼠视网膜局部微环境,延缓视网膜细胞退变,促进视觉功能的恢复。项目拟应用RP转基因小鼠模型,结合形态学、功能学、分子生物学等技术,分析外泌体对RP小鼠视网膜结构、功能和局部微环境的影响,探索外泌体中的如microRNA等有效作用成分。预期研究为RP的治疗新策略奠定理论基础。
英文摘要
Retinitis pigmentosa (RP) is an irreversible blinding eye disease. Studies have shown that stem cell transplantation provides new hope for the treatment of RP, but it still faces problems such as ethics and immune rejection. Stem cell derived exosomes which carry stem cell active components have the advantages of low immunogenicity and easy administration. In our preliminary experiments, using RP mouse model, the exosomes derived from mesenchymal stem cells can improve the visual function, delay the death of retinal photoreceptor cells, reduce the expression of pro-IL-1β and inhibit the activation of glial cells. In view of this, we propose that: mesenchymal stem cell derived exosomes can improve the local retinal microenvironment of RP mice, delay the degeneration of retinal cells, and promote the recovery of visual function. The project intends to analyze the effects of exosomes on the retinal structure, function and local microenvironment of RP mice by using RP transgenic mouse model combined with morphological, functional and molecular biology techniques, and explore the effective components such as microRNA in exosomes. It is expected that the research will lay a theoretical foundation for the new treatment strategy of RP.
视网膜色素变性是一种以炎症为主要特征的杆锥退行性疾病,可导致不可逆的视力丧失,目前临床上没有有效的治疗方法。人源间充质干细胞外泌体具有显著的抗炎效果,同时具有低免疫原性和易递送的特点。我们提取并鉴定了质干细胞外小囊泡(MSC-EVs)/外泌体(MSC-Exo),通过玻璃体注射的方式将MSC-EVs到rd10小鼠视网膜(RP小鼠),经过两周治疗后发现rd10小鼠视觉功能显著恢复、视网膜形态结构显著改善、视网膜胶质细胞和免疫细胞活化得到抑制MSC-EVs通过下调促炎因子、上调抗炎因子保护rd10视网膜,并且抑制病变视网膜中NF-κB信号通路的活化。通过构建体外感光细胞系611W细胞和小胶质细胞系BV2细胞共培养体系发现脂多糖(LPS)激活BV2细胞产生的炎症因子能够被EVs显著抑制,并减少661W细胞的凋亡。进一步的机制研究发现MSC-EVs富含多种功能性miRNA,包括miR-146a-5p。结合MSC-EVs治疗rd10小鼠视网膜RNA-seq的结果,经生信分析发现转录因子Nr4a3可能为miR-146a-5p的靶基因。随后通过在661W细胞和BV2细胞中的过表达和敲降miR-146a发现其能够调控Nr4a3的表达,并通过双荧光素酶实验验证Nr4a3为miR-146a的靶基因。最后,在LPS激活的BV2细胞中过表达miR-146a能够显著抑制促炎因子的表达。人源的脐带MSC-EVs治疗RP小鼠,既能达到细胞治疗的预期效果,又能降低细胞治疗风险及综合征,可直接用于临床转化治疗,为临床治疗RP提供实际操作和试验指导。同时揭示MSC-EVs在rd10鼠视网膜中的治疗机制,进一步证实改善病变炎症微环境能够实现神经保护作用,为临床上治疗 RP 提供分子机制的理论支持。并且在后续的研究中我们已经量产过表达miR-146a-5p的MSC-EVs,预期为以MSC-EVs为载体的核酸药物上临床奠定基础。
国内基金
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