Pim-1促进PLLA/GA电纺支架中脂肪干细胞在力电刺激下向心肌细胞分化的研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    81500213
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    17.0万
  • 负责人：
    肖正华
  • 依托单位：
    四川大学
  • 学科分类：
    H0202.心肌损伤、修复、重构和再生
  • 结题年份：
    2018
  • 批准年份：
    2015
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

A large number of cardiomyocyte necrosis and apoptosis has been associated with myocardial infarction (MI), thereby causing the structure and function of ventricular remodeling,which leading to the heart failure occurrence and development. Studies have shown that the stem cells can self-proliferation,differentiation to repair the damage,but often occur stem cell apoptpsis.The function,morphology and proliferation rate of two-dimensional cultured cells were not comparable with the three-dimensional cultured cells,thus limited to repair the myocardium.High-level expressed Pim-1 will be able to inhibit the apoptosis and promote the "homing" of stem cells. With the foundation of material preparationand the experience of culturing adipose-derived mesenchymal stem cells(ADSCs),intending to build a L-polylactic acid/gelatin(PLLA/GA) electrospun micro-environment three-dimensional scaffolds composed by force, electrical stimuli ,to observe the effective of Pim-1that inhibit apoptosis and stimulate differentiation and proliferation of ADSCs.Also to explore The process and its mechanism of electromechanical- biological homology coupling between the cultured myocardial tissue and the target myocardial tissue in vivo animal experiments. New biological evidence and theoretical basis is expected to provide for the treatment of heart failure after MI.
心肌梗死（MI）后伴随心肌细胞大量坏死或凋亡，进而引起心室结构和功能重构，导致心力衰竭发生和发展。研究证实干细胞能自我增殖、分化修复损伤心肌，但移植的细胞容易发生凋亡，并且二维培养的细胞在形态、功能以及增殖能力均无法和三维生长的细胞相媲美，从而修复心肌的作用有限。高水平表达的Pim-1基因能抑制干细胞凋亡，促进其“归巢”。本研究拟在前期材料制备以及细胞培养的基础上，构建具备最佳力、电参数的聚左旋乳酸/明胶（PLLA/GA）电纺支架三维空间环境，观察Pim-1抑制脂肪干细胞（ADSCs）凋亡，促进ADSCs定向分化和增殖作用；并通过在体动物实验，探索体外培养的具备力电属性的细胞组织和目标心肌组织之间的耦合过程及机制。可望为MI后心力衰竭的治疗提供新的生物学证据和理论基础。

结项摘要

心肌梗死（MI）后伴随心肌细胞大量坏死或凋亡，进而引起心室结构和功能重构，导致心力衰竭发生和发展。目前的研究证实内源性的心肌干细胞并不存在，因此寻找外源性的干细胞进行心肌修复急需探索。但移植的细胞容易发生凋亡，并且二维培养的细胞在形态、功能以及增殖能力均无法和三维生长的细胞相媲美，从而修复心肌的作用有限。本项目在前期材料准备以及细胞培养的基础上，对脂肪干细胞（ADSCs）进行分离培养，并对明胶（GA）水凝胶支架材料进行了不同方式的交联改性，测定了该支架材料的孔隙率、细胞毒性、生物相容性等生物学表征，观察了ADSCs在不同支架材料上的生长增殖能力，甚至发现ADSCs在该支架材料上有自发搏动行为产生。由于在体心肌细胞时刻处于力电耦合的三维空间环境，而明胶水凝胶支架力学性能不够，课题组结合电纺技术，进一步构建具备最佳力、电参数的聚左旋乳酸/明胶（PLLA/GA）电纺支架三维空间环境。由于课题开展过程中单纯使用Pim-1向ADSCs转染效率不高，为了保证课题的顺利实施，课题组采用较为经典5-氮胞苷（5-Aza）进行了初步探索，证实ADSCs在PLLA/GA电纺纤维膜支架材料上能够达到正常孔板培养ADSCs的细胞增殖水平，并且有进一步提高的趋势。5-Aza能够诱导在PLLA/GA电纺纤维膜支架材料上的ADSCs向心肌细胞分化，cTnI、MEF2c及Cox43三种心肌特异性基因的表达量都不同程度提高。研究结果证实在体外培养具备力电属性的细胞组织成为可能，也为外源性干细胞治疗MI后心力衰竭以及心肌修复提供了一定的生物学证据和研究基础。

项目成果

期刊论文数量（9）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（1）
Preparation and characteristics of gelatin sponges crosslinked by microbial transglutaminase.
微生物转谷氨酰胺酶交联明胶海绵的制备及特性
  • DOI：
    10.7717/peerj.3665
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    PeerJ
  • 影响因子：
    2.7
  • 作者：
    Long H;Ma K;Xiao Z;Ren X;Yang G
  • 通讯作者：
    Yang G
基于转谷氨酰胺酶交联明胶水凝胶的脂肪干细胞培养研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    中国修复重建外科杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    任小梅;钱宏;肖正华;龙海燕;郭应强;杨刚
  • 通讯作者：
    杨刚
Assessment of the characteristics and biocompatibility of gelatin sponge scaffolds prepared by various crosslinking methods.
不同交联方法制备的明胶海绵支架的特性及生物相容性评价
  • DOI：
    10.1038/s41598-018-20006-y
  • 发表时间：
    2018-01-25
  • 期刊：
    Scientific reports
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Yang G;Xiao Z;Long H;Ma K;Zhang J;Ren X;Zhang J
  • 通讯作者：
    Zhang J
Obtaining spontaneously beating cardiomyocyte-like cells from adipose-derived stromal vascular fractions cultured on enzyme-crosslinked gelatin hydrogels.
从在酶交联明胶水凝胶上培养的脂肪源性基质血管组分中获得自发跳动的心肌细胞样细胞。
  • DOI：
    10.1038/srep41781
  • 发表时间：
    2017-02-03
  • 期刊：
    Scientific reports
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Yang G;Xiao Z;Ren X;Long H;Ma K;Qian H;Guo Y
  • 通讯作者：
    Guo Y
Regulation of adipose-tissue-derived stromal cell orientation and motility in 2D- and 3D-cultures by direct-current electrical field.
通过直流电场调节 2D 和 3D 培养物中脂肪组织来源的基质细胞的方向和运动性。
  • DOI：
    10.1111/dgd.12340
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Development Growth and Differentiation
  • 影响因子：
    2.5
  • 作者：
    Yang Gang;Long Haiyan;Ren Xiaomei;Ma Kunlong;Xiao Zhenghua;Wang Ying;Guo Yingqiang
  • 通讯作者：
    Guo Yingqiang

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其他文献

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    四川大学学报(医学版)
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    干昌平;范康钧;肖正华;胡佳
  • 通讯作者：
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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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