Complement Activation and Initiation of Heart Regeneration

补体激活和心脏再生启动

基本信息

  • 批准号:
    10116444
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 42.25万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-04-01 至 2023-02-28
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The adult human heart fails to repopulate the myocardium with sufficient new cardiomyocytes following injury, and this limited capacity for regeneration can lead to systolic heart failure. In contrast, organisms from diverse taxa including adult salamanders and zebrafish have remarkable abilities to achieve complete regeneration of the myocardium following heart injury. We collaborated with multiple other laboratories to perform an unbiased genomic screen to identify genes that are differentially expressed during heart regeneration in three well-described model systems with enhanced regenerative capabilities: zebrafish, axolotl (Ambystoma mexicanum, or the Mexican salamander) and neonatal mice. We identified the gene for the complement 5a receptor, C5aR1, to be induced in the regenerating heart within the first 48 hours following injury in all of these species, and further showed that this increase in expression is primarily localized to cardiomyocytes and endothelial cells. C5aR1 is a G-protein coupled receptor that is one of the key receptors activated by the C5a peptide of the complement cascade. The complement pathway is an ancient and highly conserved immune response system that can activate inflammation and promote clearance of foreign and damaged materials. When the complement system is activated, a series of sequential cleavage and downstream activation steps occur, leading to amplification and eventually a common pathway activation of multiple G-protein coupled receptors, including C5aR1, the focus of this project. Here we show preliminary data demonstrating that inhibition of the C5aR1 receptor following cardiac injury impairs the cardiomyocyte cell cycle response to apical resection in axolotl as well as in the neonatal mouse, suggesting that complement activation and signaling could represent an evolutionarily conserved pathway in successful heart regeneration. As described in this proposal, this project aims to reveal the mechanism of how the activated complement pathway promotes heart regeneration. Our central theory is that the complement pathway plays an evolutionarily-conserved role in the heart regenerative response by orchestrating molecular signaling between acute injury and cardiomyocyte proliferation, a crucial component of heart regeneration. The project has three hypothesis-drive mechanistic aims, focusing on neonatal mice as the mammalian heart regeneration system. Understanding the early events in successful heart regeneration may allow us to intervene rationally to promote regeneration in the acutely injured adult human heart, such as in the first days after a sizable infarction.
成人人的心脏无法用足够的新心肌细胞重新填充心肌 受伤,这种有限的再生能力会导致收缩性心力衰竭。相反,有机体来自 包括成人sal和斑马鱼在内的各种分类单元具有非凡的能力 心脏损伤后心肌的再生。我们与其他多个实验室合作 执行公正的基因组筛选,以识别在心脏中差异表达的基因 具有增强能力的三个良好描述的模型系统的再生:斑马鱼,Axolotl (墨西哥ambystoma,或墨西哥sal)和新生儿小鼠。我们确定了 补体5A受体C5AR1,在后的最初48小时内诱导在再生心脏中诱导 所有这些物种的伤害,进一步表明表达的增加主要定位于 心肌细胞和内皮细胞。 C5AR1是G蛋白偶联受体,是关键受体之一 由补体级联的C5A肽激活。补体途径是一个古老而高度的 保守的免疫反应系统,可以激活炎症并促进外国的清除 材料受损。当激活补体系统时,一系列顺序裂解和 发生下游激活步骤,导致放大,最终导致了一个常见的途径激活 多种G蛋白耦合受体,包括C5AR1,是该项目的重点。在这里我们展示初步 数据表明,心脏损伤后对C5AR1受体的抑制会损害心肌细胞细胞 对Axolotl以及新生小鼠中顶端切除的循环反应,表明补体 激活和信号传导可以代表成功心脏再生中进化保守的途径。 如本提案中所述,该项目旨在揭示如何激活补体的机制 途径促进心脏再生。我们的中心理论是补体途径发挥 通过在心脏再生反应中的进化作用,通过策划分子信号传导 急性损伤和心肌细胞增殖,这是心脏再生的关键组成部分。该项目有三个 假设 - 驱动机械的目的是将新生儿小鼠作为哺乳动物心脏再生系统。 了解成功心脏再生中的早期事件可能使我们能够合理介入 促进急性受伤的成年人心脏的再生,例如在大量之后的第一天 梗塞。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)

暂无数据

数据更新时间:2024-06-01

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