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内脏脂肪细胞来源微泡中的miR-143在糖尿病心肌病中的作用与机制研究

批准号:
82100375
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:
殷中伟
依托单位:
学科分类:
心肌炎和心肌病
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
殷中伟

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
糖尿病心肌病是糖尿病人发生心衰的主要原因之一,其发病机制尚未完全阐明。大量研究表明miRNA在糖尿病心肌病发生发展中发挥重要作用。分泌型microRNA介导的器官间通讯在疾病中的作用受到了越来越多的关注。然而其他组织器官远距分泌的miRNA在糖尿病心肌病中的作用仍不明确。在前期研究中我们通过高通量测序在糖尿病心肌病小鼠模型中筛选出miR-143,并在细胞实验中初步证明原代提取的附睾脂肪细胞可通过微泡分泌miR-143至心肌细胞。本项目将利用miR-143全身性及脂肪特异性基因敲除小鼠、脂肪移植技术和细胞模型,进一步研究内脏脂肪来源微泡中的miR-143在糖尿病心肌病中的作用及机制,从而为糖尿病心肌病的防治提供新的思路。
英文摘要
Diabetic cardiomyopathy is among the main risk factors of heart failure in diabetic patients, but its underlying pathophysiological mechanisms are not yet fully understood. It is well documented that microRNAs play fundamental roles in diabetic cardiomyopathy. Advancing evidence has indicated that the crosstalk between tissues via long-range endocrine of microRNA may participate in the pathological processes. However, it remains unclear whether and how extracellular microRNA delivering from other tissues to heart works in diabetic cardiomyopathy. In the preliminary study of this project, miR-143 in microvesicles was selected by microRNA sequencing in high-fat diet induced diabetic cardiomyopathy mice model. Moreover, we found microvesicles derived from isolated diabetic epididymal adipocytes could lead to the upregulation of miR-143 in HL-1 cells. In this project, we will use different type of miR-143 knockout mice and the cell models to investigate whether miR-143 was delivered from epididymal adipocytes to cardiomyocytes in vivo, and the following role of adipose-derived miR-143 in the occurrence and development of diabetic cardiomyopathy. The findings might provide new perspective for the treatment of diabetic cardiomyopathy.
糖尿病心肌病是糖尿病人发生心衰的主要原因之一,其发病机制尚未完全阐明。大量研究表明微小RNA在糖尿病心肌病发生发展中发挥重要作用。分泌型微小RNA介导的器官间通讯在疾病中的作用受到了越来越多的关注。然而其他组织器官远距分泌的微小RNA在糖尿病心肌病中的作用仍不明确。在前期研究中我们筛选出miR-143,并在初步证明脂肪细胞可通过细胞外囊泡分泌miR-143至心肌细胞,然而因模式动物繁育进度缓慢,目前相关研究还在进行中。同时我们还研究了脂肪细胞远距分泌的其他微小RNA的作用。本课题组前期研究发现糖尿病心肌病时心脏miR-320含量明显升高,为了明确miR-320升高的机制,我们使用高脂喂养的方法建立糖尿病小鼠模型并检测相关指标,结果发现小鼠心脏组织内miR-320在高脂喂养早期心功能无明显受损时就已升高,然而此时心脏组织内pre-miR-320并无明显增加而血浆中miR-320明显升高,其他主要器官中只有附睾脂肪组织miR-320表达量升高,这一结果初步提示高脂喂养可能使小鼠附睾脂肪组织远距分泌miR-320至心脏。通过原代分离培养小鼠附睾脂肪细胞、超速离心法提取原代脂肪细胞分泌的细胞外囊泡、细胞共培养等进一步证实高脂喂养可使小鼠附睾脂肪组织分泌富含miR-320的细胞外囊泡,后者经血循环被心脏中内皮细胞摄取。采用转基因小鼠脂肪移植、携带脂肪组织特异性启动子的腺相关病毒建立脂肪特异性高表达及敲低miR-320的小鼠模型,通过高脂喂养造模,结果发现特异性过表达脂肪miR-320可促进而特异性抑制脂肪miR-320则缓解心脏损伤,并初步证明了rAAV-Adp-anti-miR-320对糖尿病心肌病的治疗作用。通过生物信息学方法预测并在细胞实验和小鼠模型中验证,脂肪细胞转录因子YY1的表达降低是高脂喂养引起miR-320表达量增加的原因。综上所述,本研究发现糖尿病心肌病早期,脂肪细胞YY1表达降低,其对miR-320的转录抑制作用减弱,从而使脂肪组织miR-320表达增加;脂肪细胞内升高的miR-320以小细胞囊泡为载体,经血液循环运输到心脏,被血管内皮细胞吸收,加重内皮细胞损伤,从而促进糖尿病心肌病的发生发展。
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