ADSC通过SDF1-RhoA/ROCK通路调控巨噬细胞募集促进缺血肌肉血管新生的作用机制研究
批准号:
82100422
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:
刘俊超
依托单位:
学科分类:
血管损伤、修复、重构和再生
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘俊超
中文摘要
脂肪干细胞(ADSC)移植可促进严重缺血肢体(CLI)血管新生、改善患肢预后,但其作用机制尚未阐明。研究表明巨噬细胞(Mφ)浸润和表型转化在缺血肌肉血管新生中起重要调控作用。我们前期研究发现,ADSC移植可显著增加缺血肌肉中Mφ数量,且在体外ADSC可显著增强Mφ的迁移作用,而阻断SDF1或沉默PI3K/RhoA均可抑制该过程。据此我们假设,ADSC通过SDF1/PI3K介导的RhoA/ROCK通路调控Mφ向缺血肌肉内募集,进而通过表型转化促进缺血肢体血管新生。在前期工作基础上,拟在体内、外进一步研究ADSC对Mφ迁移的影响,通过基因转染、RNA干扰等探索SDF1-RhoA/ROCK通路在ADSC调控Mφ迁移中的作用,并结合ApoE基因敲除小鼠CLI模型,运用巨噬细胞清除、体内示踪等方法明确ADSC调控Mφ募集在缺血肌肉血管新生中的作用和机制,为CLI的干细胞治疗提供新的思路和理论依据。
英文摘要
The transplantation of adipose-derived stem cell (ADSC) can promote angiogenesis of critical ischemic limb (CLI) and improve the prognosis of affected limb. Studies have found that macrophage (Mφ) infiltration and phenotypic transformation play an important role in ischemic muscle angiogenesis, but the specific regulatory mechanism is not clear. Our previous studies found that ADSC transplantation significantly increased the number of Mφ in ischemic muscle. In vitro experiments also confirmed that ADSC could significantly enhance the migration of Mφ. However, suppressing SDF1 or silencing PI3K/RhoA could inhibit this effect. Therefore, we hypothesized that ADSC could regulate the recruitment of Mφ into ischemic muscles through SDF1/PI3K-mediated RhoA/ROCK pathway, and then promote angiogenesis in ischemic limbs through phenotypic transformation. This study intends to further study the influence of ADSC on Mφ migration in vivo and vitro on the basis of previous work and explore the role of SDF1-RhoA/ROCK pathway on Mφ migration mediated by ADSC through gene transfection, RNA interference, etc. In combination with ApoE knockout mouse CLI model, macrophage-clearing technique and in vivo-tracing method would be used to study the role and mechanism of ADSC in inducing Mφ recruitment and promoting angiogenesis in ischemic muscles, so as to provide new ideas and theoretical basis for stem cell therapy of CLI.
严重肢体缺血(CLI)是外周动脉疾病的终末阶段,具有较高的致死率和致残率。国内外研究发现,脂肪干细胞(ADSC)移植可显著促进缺血肢体血管新生,改善患肢预后,但其作用机制尚未阐明。我们前期研究发现,ADSC移植可显著增加缺血肌肉Mφ浸润,并诱导其向M2型转化,进而发挥促血管新生作用。然而,ADSC调控Mφ在缺血肌肉浸润的机制尚不明确。本研究主要探索ADSC调控Mφ募集在缺血肌肉血管新生中的作用和机制,为严重肢体缺血患者的治疗提供新的理论依据。主要研究内容:ADSC调控Mφ迁移的作用及分子机制研究;ADSC介导的Mφ迁移在缺血肢体血管新生中的作用及机制。重要结果:本研究分别从小鼠腹股沟及骨髓提取获得ADSC及Mφ,通过流式细胞分析分别进行表型鉴定;利用小干扰 RNA(SiRNA)成功沉默ADSC中SDF-1表达,通过western blot及PCR验证沉默效率;通过transwell实验及划痕实验明确了ADSC具有显著的Mφ募集作用,为了进一步探讨其作用机制,我们分别沉默了ADSC中SDF-1基因,Mφ中的PI3K基因,通过transwell实验及划痕实验进一步发现沉默ADSC中SDF-1基因或沉默Mφ中的PI3K基因均可有效降低ADSC对巨噬细胞的募集作用,此外我们从分子水平对其机制进一步探究,发现在ADSC和Mφ共培养体系中,PCR实验发现,ADSC的可以增加巨噬细胞PI3K、AKT、RhOA及ROCK基因的表达,沉默ADSC中SDF-1可降低上述作用,且沉默Mφ中PI3K,可显著降低Mφ中AKT,RhOA基因的表达;Western blot实验发现,ADSC可显著降低Mφ中PI3K、AKT、RhOA及ROCK蛋白表达,而沉默Mφ中PI3K或沉默ADSC中SDF-1,Mφ中AKT、RhOA及ROCK的蛋白表达量均明显下降;上述研究说明SDF1介导的PI3K/AKT及RhoA/ROCK通路在ADSC诱导巨噬细胞迁移过程中发挥重要作用。在动物水平,我们构建了下肢缺血模型,发现向缺血肌肉移植ADSC可显著改善患肢血流,而移植沉默SDF-1的ADSC或移植ADSC同时清除患肢Mφ均会显著降低患肢血流的恢复,说明了由SDF-1介导的信号通路在ADSC-Mφ调控患肢血流恢复过程中发挥重要作用。本研究为严重缺血肢体修复及干细胞的临床应用转化提供了新的思路和理论基础。
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