Islet-1修饰MSCs来源外泌体通过mTOR通路修复受损心肌细胞的机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    81700250
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    20.0万
  • 负责人：
    许皓
  • 依托单位：
    重庆医科大学
  • 学科分类：
    H0202.心肌损伤、修复、重构和再生
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

MSCs differentiation into myocardial cells to replace the damaged myocardial cells has been a major breakthrough, but it is difficult to satisfied the urgent needs of acute myocardial infarction. Researches indicated that MSCs was able to restore some of the cardiac function through paracrine in 72h, the exosomes were considered to be the main material to repair function, but the mechanism were not clear. Our previous study showed that MSCs over-expression of Islet-1 could significantly reduce the apoptosis of hypoxia-ischemia myocardial cells after indirect co-culture, and the proliferation associated mTOR pathway of myocardial cells was activated. Therefore, we put forward the hypothesis: MSCs over-express Islet-1 could improve the mTOR or related-miRNA carrying capacity of exosomes, the mTOR pathway of myocardial cells was activated after myocardial cells intake these exosomes and maintain their survival in hypoxia-ischemia environment. This study was proposed survey the status of mTOR and related-miRNA carrying capacity of exosomes which secreted from Islet-1 over-expressed MSCs and discuss whether the myocardial cells maintaining their survival in hypoxia-ischemia environment by intaking these exosomes. This study in order to reveal the mechanism of exosomes myocardial repair function which secreted from MSCs, to provide important theoretical basis for application of MSCs in early treatment of myocardial infarction.
MSCs分化为心肌细胞以替代受损心肌在临床上虽已有较大突破，但因诱导方法和分化时间的局限性，使其难以满足临床的迫切需求。研究指出MSCs能通过旁分泌在72h内恢复部分心肌功能，其中外泌体因能携带多种蛋白、mRNA及miRNA被认为是发挥修复功能的主要物质，但具体机制仍不明了。我们前期研究表明Islet-1修饰的MSCs与缺血缺氧心肌细胞间接共培养后能显著降低其凋亡，且心肌细胞中与增殖相关的mTOR通路被激活，因此我们提出假设：Islet-1能提高MSCs来源外泌体mTOR或相关miRNA携带量，被受体心肌摄入后激活mTOR通路维持自身存活。本研究拟通过观察Islet-1修饰MSCs来源外泌体携带mTOR及相关miRNA情况，探讨受体心肌细胞是否通过摄入外泌体而激活自身mTOR通路以维持存活，从而揭示MSCs通过外泌体修复受损心肌的相关机制，为MSCs应用于心肌损伤早期治疗提供重要理论依据。

结项摘要

心脏是严重脓毒症/脓毒症休克的重要靶器官，其功能障碍在脓毒症中表现为多种不同的方式，包括收缩期或舒张期左心室和/或右心室功能障碍，心排血量和供氧不足，原发性心肌细胞损伤等。脓毒症诱发心功能障碍可使病死率增加50%，应引起我们足够的重视。本项目发现，脓毒症过程中心肌细胞线粒体线粒体NCLX介导的Ca2+流出显著降低，这可能是引发心肌细胞线粒体钙超载，造成心肌损伤的重要因素。同时，我们发现huMSCs分泌的外泌体可以恢复脓毒症造成的心肌细胞线粒体Ca2+流出障碍，并因此降低线粒体损伤。进一步研究其机制发现，huMSCs外泌体中携带这比大量Pink1 mRNA， 用huMSCs外泌体处理CLP小鼠后，Pink1 mRNA可从huMSCs外泌体中转移到受体心肌细胞，增加其Pink1表达。PINK1是NCLX介导的Ca2+外排的重要调控因子，因此huMSCs外泌体的处理能够通过恢复NCLX活性，增加脓毒症过程中心肌细胞线粒体Ca2+流出，防止线粒体发生钙超载，保护线粒体，最终发挥心肌保护作用。本项目为实现间充质干细胞来源的外泌体防止脓毒症引发心肌受损的临床应用打下了重要的实验基础，对临床上解决脓毒症引发的心脏功能障碍、降低脓毒症患者死亡率、改善患者预后具有重要的研究意义。

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（0）
ERRα对hiPSCs衍生心肌细胞ATP合成的调控作用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Y202006004
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    周琴;张心愿;叶亮;许皓;谢敏;张颖;谭彬;易勤;田杰;朱静
  • 通讯作者：
    朱静
Islet-1 synergizes with Gcn5 to promote MSC differentiation into cardiomyocytes
Islet-1与Gcn5协同促进MSC分化为心肌细胞
  • DOI：
    10.1038/s41598-020-58387-8
  • 发表时间：
    2020-02
  • 期刊：
    Sci Rep
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Hao Xu;Qin Zhou;Qin Yi;Bin Tan;Jie Tian;Xueni Chen;Yue Wang;Xia Yu;Jing Zhu
  • 通讯作者：
    Jing Zhu

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其他文献

多主体参与和产品创新绩效:知识共创的复合中介机制
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    科学学与科学技术管理
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    蒋海萍;许皓;叶岚
  • 通讯作者：
    叶岚
Road transportation green productivity and its threshold effects from environmental regulation
道路交通绿色生产力及其环境规制的门槛效应
  • DOI：
    10.1007/s11356-021-16833-8
  • 发表时间：
    2021-11
  • 期刊：
    Environmental Science and Pollution Research
  • 影响因子：
    5.8
  • 作者：
    许皓;王叶青;高晨晨;刘宏伟
  • 通讯作者：
    刘宏伟
血管内皮间质样转分化遗传示踪模型小鼠的构建及其在肝纤维化研究中的应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    临床肝胆病杂志 2021
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    许皓;阮柏;历志文;房志强;王琳;窦科峰
  • 通讯作者：
    窦科峰
基于用户社会关系的社交网络好友推荐算法研究
  • DOI：
    10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2017.03.019
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    中国管理科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    景楠;王建霞;许皓;卞亦文
  • 通讯作者：
    卞亦文
Islet-1促C3H10T1/2细胞向心肌样细胞分化过程中的电生理特性
  • DOI：
    10.13201/j.issn.1001-1439.2015.10.019
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    临床心血管病杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杨春梅;许皓;易勤;燕莎;崔建邦;田杰;朱静
  • 通讯作者：
    朱静

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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