课题基金 / 基金详情

BIO促进脂肪来源干细胞修复急性心肌梗死的作用及机制

批准号:
32071365
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
杨向群
学科分类:
组织再生与人工器官
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨向群

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
脂肪来源干细胞(ADSCs)因其来源丰富、自体可取、安全性好等,已成为治疗急性心肌梗死(AMI)最具应用前景的干细胞,但移植后存活率低已成为向临床转化的重要瓶颈,预处理提高ADSCs活性已成为研究热点。我们前期发现,小分子天然物质BIO可以促进ADSCs增殖、减轻H2O2诱导的损伤。在此基础上,本项目拟模拟AMI早期局部心肌微环境,进一步观察BIO预处理的ADSCs在长时间低氧状态下增殖、抗炎、抗凋亡、旁分泌能力的变化,以及对共培养H9c2细胞的作用,并探讨BIO提高ADSCs活性的机制。在体内,用BIO预处理的ADSCs移植治疗大鼠AMI,不同时相点活体成像示踪心脏内ADSCs,检测炎性细胞、旁分泌因子、血管密度、纤维化程度和心功能的变化。在治疗后7天对心脏组织进行单细胞测序,分析关键分子的基因表达,利用拟时序分析研究各种细胞的命运轨迹,揭示BIO预处理的ADSC治疗AMI的效果和机制。
英文摘要
Adipose derived stem cells (ADSCs) has become the most promising stem cells in the treatment of acute myocardial infarction (AMI) because of their abundant, autogenous sources and good security. However, its clinical application is significantly hampered by the low survival rate of engrafted cells, so pretreatment to improve ADSCs activity has become a research focus. Our preliminary data found that BIO, a small molecule natural substance, could promote proliferation and reduce H2O2-induced damage of ADSCs. In this project, in vitro, the proliferation, anti-inflammatory, anti-apoptosis and paracrine ability of BIO-pretreated ADSCs will be observed in long-term hypoxic culture condition simulating the local microenvironment in infarct heart, as well as the effect of pretreated ADSCs on co-cultured H9c2 cells will be studied, and the mechanism of BIO enhancing ADSCs viability will be explored further. In vivo, BIO-pretreated ADSCs will be transplanted into the heart of AMI rat, and traced with in vivo imaging at different phase points after transplantation, while the changes of inflammatory cells, paracrine factors, vascular density, degree of fibrosis and cardiac function will be examined. Single cell sequencing will be carried out for myocardial tissues in 7 days post-transplantation, the gene expression of key molecules will be investigated, and the fate tracks of various cells will be studied by pseudotime analysis, thus to reveal the effect and mechanisms of BIO pretreated-ADSCs transplantation for treatment of AMI.
心肌缺血性损伤是全球性的重大健康挑战之一,目前仍缺乏有效的解决方案。间充质干细胞(Mesenchymal stem cell, MSC)能够通过多种机制来改善心肌缺血性损伤,但是MSC在心肌梗死微环境中的存活率较低,极大地限制其转化应用。针对这一问题,本课题从两个角度出发进行研究:(1)使用小分子天然物质BIO对MSC进行预处理,通过增加注射MSC的存活时间从而提高治疗效果;(2)分离间充质干细胞来源小细胞外囊泡(Mesenchymal stem cell derived small extracellular vesicles, MSC-sEV),论证其对于心肌缺血再灌注损伤的治疗效果和具体分子机制。.针对BIO预处理MSC治疗急性心肌梗死的研究,我们通过体外实验证实,BIO有效保护过氧化氢处理下的MSC活力的同时可以促进心肌细胞的增殖。随后我们开发了一种pH响应性的基质胶系统,通过基质胶将BIO与MSC交联。在大鼠心肌梗死模型中,我们发现包裹在基质胶中的BIO能够增加注射入心梗微环境中MSC的存活时间。MSC存活时间的延长能够显著改善大鼠心梗后的心脏功能。进一步的机制实验证实BIO在延长MSC生存时间的同时也可以提高心肌组织中VEGF和Ang-1的表达水平,从而发挥促进心肌修复的治疗作用。.在使用MSC-sEV治疗心肌缺血再灌注损伤的研究中,我们发现心肌缺血再灌注能够诱导心肌细胞中miR-490-3p表达水平的增加,进而导致Bcl21蛋白水平降低并诱导心肌细胞凋亡。通过测序,我们发现RN7SL1(一种信号识别颗粒相关的7S RNA)在MSC-sEV中具有较高的表达水平。MSC-sEV可以将RN7SL1转移到心肌细胞中,进而吸附miR-490-3p。基于RN7SL1转移的治疗机制有望应用于临床心肌缺血再灌注治疗。我们的研究为MSC-sEV的临床转化提供了数据支持。
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