MSCs胞外囊泡调控ENPC的SETD2/H3K36轴在糖尿病ENS重建中的作用及机制研究
批准号:
82100569
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:
施慧英
依托单位:
学科分类:
消化道动力异常
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
施慧英
中文摘要
糖尿病可引起广泛的肠神经系统(ENS)病变,临床表现包括糖尿病性胃轻瘫、肠功能障碍等,但目前尚无有效的治疗方法。我们前期研究发现:骨髓基质干细胞(MSCs)可促进糖尿病小鼠胃肠道动力恢复及ENS修复,但MSCs并非直接分化而是通过促进肠神经前体细胞(ENPC)向肠神经分化促进ENS修复。因此本研究旨在明确MSCs调控ENPC向肠神经分化的机制。本课题以糖尿病ENS病变为切入点,以MSCs/MSCs胞外囊泡为干预手段,结合前期“糖尿病小鼠肠道ENPC中SETD2表达特异性下调”及“MSCs-EVs分泌的HSP90可特异性调控SETD2的表达”两大原创性发现,拟构建ENPC示踪小鼠及SETD2敲除小鼠,通过探讨MSCs/MSCs胞外囊泡调控ENPC的SETD2/H3K36轴在糖尿病ENS重建中的作用及机制,为糖尿病ENS修复和胃肠动力障碍性疾病的治疗提供新线索。
英文摘要
Diabetes mellitus can cause a wide range of enteric nervous system (ENS) lesions, including diabetic gastroparesis, intestinal dysfunction, etc., but there is no effective treatment. Our previous study originally found that bone marrow mesenchymal stem cells (MSCs) can promote gastrointestinal motility recovery and ENS repair in diabetic mice, but not by directly differentiating into enteric nerves, but by promoting enteric nerve precursor cells (ENPC) to differentiate into enteric nerves. Therefore, this study aimed to identify the mechanism of MSCs regulating ENPC differentiation. This project took diabetic ENS lesions as the starting point and MSCs/MSCs extracellular vesicles as the intervention means, and combined with two previous original findings that "SETD2 expression in intestinal ENPC of diabetic mice is specifically down-regulated" and "HSP90 secreted by MSCs-EVs can specifically regulate SETD2 expression". In addition, ENPC lineage tracking mice and SETD2 knockout mice were constructed. By exploring the role and mechanism of the SETD2 /H3K36 axis of ENPC regulated by MSCs/MSCs extracellular vesicles in the remodeling of diabetic ENS, this study may provide new clues for the repair of diabetic ENS lesions and the treatment of gastrointestinal motility disorders.
肠神经系统(enteric nervous system,ENS)损伤目前尚缺乏有效治疗手段。我们前期研究发现骨髓间充质干细胞(bone marrow-derived mesenchymal stem cell,BMSCs)可通过激活肠神经前体细胞(ENPCs)促进ENS重建,但BMSCs如何促进糖尿病相关ENS损伤修复的机制亟待进一步研究。研究表明,BMSCs的神经修复作用主要归因于其转分化潜能或旁分泌效应。细胞外囊泡(extracellular vesicles,EVs)是BMSCs的主要旁分泌物,已在多种神经损伤模型中证明具有神经修复作用,但BMSCs-EVs是否可以促进ENS修复目前尚未见相关研究。因此,本项目旨在探究BMSCs-EVs对糖尿病小鼠胃肠道动力和ENS网络结构的作用及潜在机制。第一部分,我们用BMSCs-EVs腹腔注射到糖尿病小鼠(ENS损伤小鼠)体内,观察BMSCs-EVs迁移分布,对糖尿病小鼠ENPCs分化、ENS网络结构和胃肠道动力的影响;第二部分,我们在体外建立了BMSCs-EVs干预ENPCs的模型,检测ENPCs增殖、分化和凋亡能力的变化;第三部分,我们对对照组和糖尿病组患者/小鼠结肠组织进行转录组测序,基于差异基因富集分析结果在体内外验证BMSCs-EVs调控ENPCs特性的潜在机制。实验结果显示:1)BMSCs-MVs移植后分布于糖尿病小鼠肠道并主要被ENPCs摄取;2)BMSCs-MVs通过促进ENPCs分化为肠神经元和神经胶质细胞而促进糖尿病小鼠ENS重塑和胃肠道动力修复;3)BMSCs-MVs通过抑制内质网应激和未折叠蛋白反应PERK/EIF2α/ATF4/CHOP途径促进ENPCs分化;4)BMSCs-MVs通过激活ERK信号调控ENPCs的生物学特性、内质网应激和未折叠蛋白反应。这些发现不仅加深了我们对糖尿病胃肠道运动障碍机制的理解,还为基于EV的无细胞疗法在治疗肠神经系统相关疾病方面的潜在临床应用提供了有力证据。
国内基金
海外基金