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hiPSC-ECs来源的外泌体通过miRNA-126-3p影响心肌细胞电生理特性参与应激性心肌病发生的机制研究

批准号:
82200361
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:
范学慧
依托单位:
学科分类:
心电活动异常与心律失常
结题年份:
2025
批准年份:
2022
项目状态:
已结题
项目参与者:
--

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
内皮功能障碍在应激性心肌病患者中常见,但内皮功能障碍后对心肌的调控机制尚不明确。我们前期研究表明高浓度肾上腺素导致hiPSC-ECs分泌的外泌体中miRNA-126-3p表达增高。同时,高浓度肾上腺素延长hiPSC-CMs动作电位时程,导致离子通道功能异常及心律失常。文献表明RGS3抑制G蛋白介导的信号通路。生物信息学预测RGS3是miRNA-126-3p的潜在靶基因。我们由此提出假说:内皮细胞功能障碍后分泌的外泌体转运miRNA-126-3p到心肌细胞并通过RGS3-G蛋白信号通路影响心肌细胞的电生理特性,参与应激性心肌病调控。本项目采用hiPSC-CMs和hiPSC-ECs,应用钙信号与收缩同步记录、膜片钳、分子生物学等技术,探讨hiPSC-ECs源的外泌体通过其转运的miRNA-126-3p对心肌细胞电生理特性的影响及其机制,为探寻新的病理生理机制和寻找新的治疗靶点提供理论依据。
英文摘要
Increasing evidence suggests that endothelial dysfunction is one of the pathogenesis of stress cardiomyopathy which is also known as Takotsubo cardiomyopathy (TTC). However, the exact mechanism of endothelial dysfunction on the TTC myocardium remains unclear. Our previous study has demonstrated that high concentrations of catecholamines lead to a significant elevation of miRNA-126-3p in exosomes secreted by hiPSC-ECs. Furthermore, high concentrations of catecholamines prolonged the action potential duration (APD) and resulted in abnormal ion channels as well as arrhythmias in hiPSC-CMs. Previous reports showed that RGS3 inhibits G protein-mediated signaling pathways. Bioinformatics analysis has predicted RGS3 to be a potential target gene of miR-126-3p. This project aims to test the hypothesis that exosomes secreted by endothelial cells transport miRNA-126-3p to hiPSC-CMs, affecting the ion channel function and electrophysiological properties of hiPSC-CMs through RGS3-G protein signaling pathway, using TTC model of hiPSC-CMs, and multiple techniques including edge detection system, electrophysiology, cellular and molecular biology. The proposed project will provide evidence for elucidating the effect of vascular endothelial dysfunction on myocardial cell function and advance our understanding of the pathophysiology of TTC.
应激性心肌病(TTC)是一种以短暂的左心室收缩功能障碍为特征的急性可逆性心肌病,常有强烈的精神或躯体应激,可伴有急性心力衰竭、心源性休克、恶性心律失常、猝死等严重并发症。目前其病理生理机制尚未完全阐明。内皮功能障碍在TTC患者中常见,但内皮功能障碍后对心肌的调控机制仍不明确。本项目探讨了高浓度儿茶酚胺导致内皮功能障碍的机制,重点揭示了内皮细胞来源的外泌体中miRNA在TTC发生发展过程中引起离子通道功能障碍的机制。研究结果显示,高水平儿茶酚胺可以通过α1受体/Gq/PKC信号通路促进人心脏微血管内皮细胞(HCMEC)释放AngII。AngII通过增加ROS产生和降低PKA表达来抑制中电导钙激活钾通道(SK4)电流,从而促进内皮功能障碍。高剂量肾上腺素(Epinephrine)处理人诱导多能干细胞分化的心肌细胞(hiPSC-CMs)可模拟TTC模型,具体表现为Epinephrine抑制心肌细胞去极化速度(Vmax)、延长动作电位时程(APD),并诱发心律失常事件。经Epinephrine处理的HCMEC分泌的外泌体(Epi-exo)可模拟甚至增强Epinephrine对心肌细胞的上述效应。进一步研究发现,Epinephrine显著升高了HCMEC及其外泌体中miR-126-3p的水平,而过表达miR-126-3p的外泌体可重现Epi-exo的作用,证实miR-126-3p在Epi-exo介导的心肌损伤中起关键作用。双荧光素酶报告基因实验结合基因突变技术证实miR-126-3p直接靶向G蛋白信号调节因子3(RGS3)基因。miR-126-3p mimic均显著降低HCMEC和hiPSC-CMs中RGS3的表达,提示miR-126-3p通过抑制RGS3信号发挥作用。此外,临床样本分析显示TTC患者血清中miR-126-3p水平显著高于健康对照者及TTC恢复期患者。本项目围绕TTC中内皮细胞-心肌细胞的跨细胞调控机制展开研究,首次揭示了儿茶酚胺-内皮细胞-外泌体miR-126-3p-RGS3-心肌离子通道这一全新病理链条,丰富并完善了TTC时细胞间通讯异常的病理理论体系,明确miR-126-3p/RGS3调控轴为靶向治疗新靶点,为TTC从排除性诊断及对症治疗向精准诊疗转变提供关键实验依据。
hiPSC-ECs来源的外泌体通过miRNA-126-3p影响心肌细胞电生理特性参与应激性心肌病发生的机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    30万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    范学慧
  • 依托单位:
国内基金
海外基金