高糖状态下血管壁微环境中内皮细胞源性外泌体调控动脉中膜钙化的机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81870623
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0712.骨转换、骨代谢异常及钙磷代谢异常
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Arterial medial calcification is a common disease in patients with diabetes, leading to a significant increased occurrence of cardiovascular events. The transdifferentiation of vascular smooth muscle cells (VSMCs) into osteoblast-like cells is the key process of arterial medial calcification. It is known that vascular wall microenvironment consists of endothelial cells and VSMCs. Previous studies have focused more on the effects of various factors on the transdifferentiation of VSMCs, whereas few studies have investigated the role of endothelial cells on the transdifferentiation of VSMCs. Our previous studies found that high glucose stimulates endothelial cells to secrete miR-151-3p enriched exosomes, which are uptaken by VSMCs and then promote VSMCs transdifferentiation into osteoblast-like cells. The present project aims at studying the mechanism by which endothelial cells regulate the transition of VSMCs into osteoblast-like cells through secreting exosomes under high glucose stimulation and the role of endothelial cells-derived miR-151-3p in arterial medial calcification by using mouse model of diabetes, endothelial cells-specific miR-151-3p knockout mice and clinical samples. The present project will strengthen the theory of vascular wall microenvironment, illustrate the mechanism of the communication between endothelial cells and VSMCs, and shed new light on the pathogenesis, prevention and treatment of arterial medial calcification.
动脉中膜钙化常见于糖尿病患者,导致心血管事件显著增高。血管平滑肌细胞(VSMCs)向成骨样细胞转分化是其细胞学基础。内皮细胞和VSMCs构成血管壁微环境。既往研究多关注各种因子对VSMCs转分化的影响,而对内皮细胞调控VSMCs的转分化研究则很少。我们的前期研究发现:高糖刺激内皮细胞分泌富含miR-151-3p的外泌体,被VSMCs摄取后,可促进VSMCs向成骨样细胞转分化。本项目研究高糖刺激内皮细胞分泌外泌体,并调控VSMCs向成骨样细胞转分化的分子机制;拟在糖尿病性动脉中膜钙化小鼠、内皮细胞特异性敲除miR-151-3p小鼠以及临床标本中证实内皮细胞源性miR-151-3p调控动脉中膜钙化。本项目的实施将阐明高糖调节内皮细胞与VSMCs之间的对话机制,夯实血管壁微环境的理论基础,进而揭示动脉中膜钙化新的发病机制,为动脉中膜钙化的防治提供新的调控靶点。

结项摘要

动脉中膜钙化常见于慢性肾脏病和2型糖尿病,与心血管事件密切相关的。但是目前动脉中膜钙化的发病机制尚不清楚。在项目的资助下,一方面,我们发现高磷处理的内皮细胞(ECs)上清中分离的外泌体(ECs-Exos)能够被VSMC和动脉中膜摄取,促进血管平滑肌细胞(VSMC)钙化和小鼠动脉中膜钙化。进一步,我们通过测序分析发现miR-670-3p在高磷组ECs-Exos中的表达明显增高,并且下调ECs-Exos中miR-670-3p能够阻断ECs-Exos的促进VSMC钙化作用。进一步研究发现,ECs特异性miR-670-3p敲除小鼠能够部分阻断尿毒症小鼠的动脉中膜钙化,而ECs特异性miR-670-3p转基因小鼠促进小鼠的动脉中膜钙化,以上研究提示ECs源性miR-670-3p调控动脉中膜钙化。机制研究表明,IGF-1是miR-670-3p的下游靶点,并参与调节VSMC钙化。另一方面,我们发现糖尿病状态下糖基化终末期产物刺激ECs分泌富集miR-126-5p的外泌体,这些外泌体可以被动脉中膜VSMC摄取,发挥促进VSMC钙化和动脉中膜钙化作用。此外,我们还发现长链非编码RNA H19通过结合miR-140-5p,上调Satb2表达,从而调控血管平滑肌细胞向成骨样细胞分化及矿化。而脂肪因子omentin-1 可以通过激活 AMPK/Akt 信号通路调控血管平滑肌细胞向成骨样细胞分化,并可以在小鼠体内抑制动脉钙化的形成。通过项目的实施,我们发现高糖和高磷状态下内皮细胞通过旁分泌特定外泌体调控动脉中膜钙化的作用机制,揭示了动脉微环境内细胞间的对话模式,丰富了对脂肪-血管轴的认识,为认识动脉钙化发病机制开辟新的思路,为动脉钙化的防治提供新的治疗靶点。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The crosstalk between endothelial cells and vascular smooth muscle cells aggravates high phosphorus-induced arterial calcification.
内皮细胞与血管平滑肌细胞之间的串扰加剧高磷诱导的动脉钙化
  • DOI:
    10.1038/s41419-022-05064-5
  • 发表时间:
    2022-07-26
  • 期刊:
    CELL DEATH & DISEASE
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Lin, Xiao;Shan, Su-Kang;Xu, Feng;Zhong, Jia-Yu;Wu, Feng;Duan, Jia-Yue;Guo, Bei;Li, Fu-Xing-Zi;Wang, Yi;Zheng, Ming-Hui;Xu, Qiu-Shuang;Lei, Li-Min;Ou-Yang, Wen-Lu;Wu, Yun-Yun;Tang, Ke-Xin;Ullah, Muhammad Hasnain Ehsan;Liao, Xiao-Bo;Yuan, Ling-Qing
  • 通讯作者:
    Yuan, Ling-Qing
Protective role of small extracellular vesicles derived from HUVECs treated with AGEs in diabetic vascular calcification.
经 AGE 处理的 HUVEC 衍生的小细胞外囊泡在糖尿病血管钙化中的保护作用
  • DOI:
    10.1186/s12951-022-01529-z
  • 发表时间:
    2022-07-16
  • 期刊:
    JOURNAL OF NANOBIOTECHNOLOGY
  • 影响因子:
    10.2
  • 作者:
    Guo, Bei;Shan, Su-Kang;Xu, Feng;Lin, Xiao;Li, Fu-Xing-zi;Wang, Yi;Xu, Qiu-Shuang;Zheng, Ming-Hui;Lei, Li-Min;Li, Chang-Chun;Zhou, Zhi-Ang;Ullah, Muhammad Hasnain Ehsan;Wu, Feng;Liao, Xiao-Bo;Yuan, Ling-Qing
  • 通讯作者:
    Yuan, Ling-Qing
H19 Promotes Osteoblastic Transition by Acting as ceRNA of miR-140-5p in Vascular Smooth Muscle Cells.
H19 在血管平滑肌细胞中作为 miR-140-5p 的 ceRNA 促进成骨细胞转变
  • DOI:
    10.3389/fcell.2022.774363
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Frontiers in cell and developmental biology
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Xu F;Zhong JY;Guo B;Lin X;Wu F;Li FX;Shan SK;Zheng MH;Wang Y;Xu QS;Lei LM;Tan CM;Liao XB;Yuan LQ
  • 通讯作者:
    Yuan LQ
Adipose tissue-derived omentin-1 attenuates arterial calcification via AMPK/Akt signaling pathway
脂肪组织来源的 Omentin-1 通过 AMPK/Akt 信号通路减轻动脉钙化
  • DOI:
    10.18632/aging.102251
  • 发表时间:
    2019-10-31
  • 期刊:
    AGING-US
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Xu, Feng;Li, Fu-Xing-Zi;Liao, Xiao-Bo
  • 通讯作者:
    Liao, Xiao-Bo

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其他文献

Apelin-APJ induces ICAM-1, VCAM-1 and MCP-1 expression via NF-kappaB/JNK signal pathway in human umbilical vein endothelial cells
Apelin-APJ通过NF-kappaB/JNK信号通路诱导人脐静脉内皮细胞表达ICAM-1、VCAM-1和MCP-1
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Amino Acids
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    廖晓波
  • 通讯作者:
    廖晓波
L-carnitine and taurine synergistically inhibit the proliferation and osteoblastic differentiation of vascular smooth muscle cells
左旋肉碱与牛磺酸协同抑制血管平滑肌细胞增殖和成骨分化
  • DOI:
    10.1038/aps.2009.206
  • 发表时间:
    2010-02
  • 期刊:
    Acta Pharmacologica Sinica
  • 影响因子:
    8.2
  • 作者:
    廖晓波
  • 通讯作者:
    廖晓波
Taurine suppresses osteoblastic differentiation of aortic valve interstitial cells induced by beta-glycerophosphate disodium, dexamethasone and ascorbic acid via the ERK pathway
牛磺酸通过 ERK 途径抑制 β-甘油磷酸二钠、地塞米松和抗坏血酸诱导的主动脉瓣间质细胞的成骨细胞分化
  • DOI:
    10.1007/s00726-012-1253-7
  • 发表时间:
    2012-03
  • 期刊:
    Amino Acids
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    廖晓波
  • 通讯作者:
    廖晓波
3例心脏占位病变的诊断经验
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中南大学学报(医学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周杨钊;袁昭顺;廖晓波;周新民
  • 通讯作者:
    周新民

其他文献

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廖晓波的其他基金

miR-34b/c整合启动子区甲基化和下游靶基因对动脉钙化的调控机制研究
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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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