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靶向活化成纤维细胞CAR-T细胞通过分泌CCL24促进心肌梗死后心肌细胞再生的机制研究

批准号:
82100354
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:
姜云瀚
依托单位:
学科分类:
冠状动脉性心脏病
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
姜云瀚

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
心肌纤维化是心肌梗死进展为心力衰竭的直接原因。但目前纤维化治疗手段缺乏,且单纯抗纤维化增加心脏破裂风险。理想治疗手段为抑制纤维化同时促进心肌再生。我们前期运用单细胞测序发现并验证了Cthrc1+成纤维细胞是参与心肌梗死后纤维化最主要的亚群。同时,既往心肌再生的研究发现CCL24能促进IGF2BP3表达,而IGF2BP3是心肌细胞增殖的强调控因子,但调控机制不明。根据现有文献和前期研究,我们推测IGF2BP3可通过RNA表观遗传调节增强Ybx1信号促进成年心肌细胞增殖。鉴于嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)在靶向杀伤肿瘤细胞中巨大优势,结合心肌纤维化自身特点,我们设计了一种以活化的成纤维细胞标志物Cthrc1为靶抗原并释放CCL24因子的新型CAR-T细胞,设想其在靶向抗纤维化同时,激活IGF2BP3-Ybx1通路促进心肌再生,改善心功能。本课题的CAR-T治疗理念可推广用于其他心血管疾病。
英文摘要
The progression of myocardial infarction to heart failure is directly related to myocardial fibrosis. However, targeted anti-fibrosis means are lacking currently, and anti-fibrosis alone increases the risk of heart rupture. The ideal treatment is to promote myocardial regeneration while targeting against fibrosis. In our previous study, we used single-cell sequencing to compare the transcriptome of collagen-producing cardiac fibroblasts in the myocardial infarction group and the sham operation group, and verified that Collagen Triple Helix Repeat Containing 1 (Cthrc1) is the most important subgroup of fibroblasts involved in myocardial fibrosis after myocardial infarction. Meanwhile, previous studies on cardiac regeneration have shown that the immune-related gene C-C motif chemokine ligand 24 (CCL24) can promote the secretion of insulin-like growth factor 2 messenger RNA binding protein 3 (Igf2bp3), which is a strong regulator of cardiac cell proliferation, whereas the regulatory mechanism is unclear. According to the existing literature and the results of our previous studies, we speculated that Igf2bp3 can promote the proliferation of adult cardiomyocytes and induce myocardial regeneration by enhancing YBX1 signal. Given the huge advantage of chimeric T cell antigen receptors (CAR) in the killing cells in a target way, we have designed a new kind of CAR-T cells, which target Cthrc1 as markers for activated fibroblasts and release CCL24. We assume that it activates Igf2bp3-YBX1 pathway to promote the proliferation of adult cardiomyocytes and improve cardiac function while targeting anti-fibrosis, improve heart function. We aim to identify the curative effect in vivo.
心肌梗死是全球心源性死亡的首因,已成为主要社会经济负担。而心肌纤维化是心肌梗死进展为心力衰竭的直接原因。但目前针对心肌纤维化的治疗手段缺乏,且单纯抗纤维化增加心脏破裂风险。理想治疗手段为抑制纤维化同时促进心肌再生。CAR-T治疗是肿瘤免疫治疗领域的热点,并在肿瘤和自身免疫病上取得了巨大成功。利用CAR-T细胞靶向杀伤优势和增强自分泌功能,有望实现抑制纤维化同时促进心肌再生的特异性心肌纤维化治疗策略。本研究利用WT小鼠和Myh6-CreERT2; GT/TG小鼠,体外建立成纤维细胞活化模型。同时从小鼠心脏中分离新生鼠心肌细胞,在体外建立CAR-T细胞与心肌细胞共培养模型。动物水平,利免疫荧光、western blot、qPCR、流式细胞学等实验方法,观察心脏功能、梗死面积、成纤维细胞数量变化、心肌细胞的细胞周期活性;细胞水平,利用细胞共培养、qPCR技术、免疫荧光、western blot、流式细胞学等技术,观察CAR-T细胞的活化、增殖、分化、耗竭和凋亡水平,检测成纤维细胞的活化、增殖、迁移和分泌功能以及心肌细胞的分裂和周期活性。研究结果证实,自分泌CCL24的靶向Cthrc1+成纤维细胞CAR-T细胞成功制备,且具良好的免疫功能,能在体外特异性杀伤靶细胞Cthrc1+成纤维细胞而不发生明显耗竭和激活诱导的凋亡。新型CAR-T细胞分泌CCL24能显著促进心肌细胞分裂,增强其细胞周期活性。动物水平,新型CAR-T细胞显著改善心梗后心功能,缓解心肌纤维化。机制上,CCL24促进心肌细胞的IGF2BP3表达,而IGF2BP3可通过RNA表观遗传调节增强Ybx1信号诱导成年心肌细胞分裂,最终促进心肌再生。本研究结合心肌纤维化治疗自身特点,设计新型CAR-T细胞,即通过CAR-T细胞靶向杀伤能力抑制心肌纤维化同时通过自分泌功能促进局部心肌细胞增殖解决心功能降低问题。本课题的CAR-T治疗理念可推广用于其他心血管疾病。
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