间充质干细胞源性外泌体HSP70促进皮肤表皮伤口愈合的机制研究

项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81901972
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H1703.创面愈合与瘢痕
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The degree of apoptosis of keratinocytes plays an important role in skin wound healing. Previous experiments have found that centrifugal purified umbilical cord mesenchymal stem cell exosomes (hUCMSCs-Ex) can significantly promote the healing of skin wounds on the back of diabetic mice, but the molecular and mechanism of key proteins in Ex that play a role in promoting epidermal wound healing remains unclear. In the previous experiment, mass spectrometry analysis showed that Ex was rich in HSP70, one of the heat shock proteins. HSP70 can regulate caspase-dependent Apaf1 and AIF in the apoptosis pathway of PARP/1-AIF and inhibit apoptosis. Accordingly, the applicant proposed the hypothesis that "HSP70 in Ex regulates PARP-1/AIF signaling pathway, inhibits keratinocytes apoptosis, and thereby promotes epidermal wound healing". The purpose of this study was to obtain hUCMSCs-Ex by ultra-high speed gradient centrifugation combined with the purification kit. In vitro keratinocytes apoptosis and in vivo skin injury models, cell and molecular intervention techniques were applied to verify the key molecules and mechanism of hUCMSCs-Ex in promoting skin epidermal regeneration and healing in the treatment of skin trauma,It provides a certain theoretical basis for the treatment of prolonged non-healing wounds.
角质形成细胞的凋亡程度在皮肤伤口愈合过程中具有重要的影响。前期实验发现:离心纯化的脐带间充质干细胞外泌体(hUCMSCs-Ex)可以显著促进糖尿病小鼠背部皮肤伤口愈合,但Ex中起到表皮伤口促愈作用的关键蛋白分子及机制尚不清楚。在前期实验中通过质谱分析发现Ex中含有丰富的热休克蛋白之一HSP70。HSP70可以调控caspase依赖及PARP/1-AIF凋亡通路中的Apaf1及AIF,抑制细胞凋亡。据此,申请人提出“是否是Ex中的HSP70调控PARP-1/AIF信号通路,抑制角质形成细胞凋亡,进而促进表皮伤口愈合”的假说。本研究旨在利用超高速梯度离心结合试剂盒纯化,获得hUCMSCs-Ex;在体外角质形成细胞凋亡和体内皮肤损伤模型中应用细胞与分子干预技术予以验证,确定hUCMSCs-Ex在治疗皮肤创伤中促进皮肤表皮再生愈合的关键分子及其作用机制,为经久不愈性伤口的治疗提供一定的理论基础。

结项摘要

慢性皮肤伤口愈合涉及包括角朊细胞,成纤维细胞,巨噬细胞等多种细胞间调控紊乱,造成诸如细胞增殖、迁移能力减弱,亦或炎症反应持续性进行,凋亡过度,进而造成伤口久而不愈。课题组前期利用脐带间充质干细胞及其衍生的外泌体(human umbilical cord mesenchymal stem cells exosomes, hucMSC-Ex),进行了伤口愈合相关的体内外研究,结果显示hucMSC-Ex可以显著促进角质形成细胞(HaCaT)增殖、迁移抑制其过度凋亡,进而体内实验证实与对照组比较其亦可以显著促进小鼠背部皮肤伤口愈合。因此本项目着眼于hucMSC-Ex抑制细胞凋亡的功能,预进一步探索hucMSC-Ex促愈机制。.皮肤损伤修复过程细胞间互作非常重要,我们将研究目标放到了在伤口形成阶段较为重要的细胞之一角朊细胞,愈合过程中因为慢性炎症反应,角朊细胞过度凋亡是造成伤口久而不愈的原因之一。而干细胞衍生物外泌体具有抗炎、抗凋亡的功能。基于hucMSC-Ex显著高表达抗凋亡分子HSP70,在本项目中我们人为过表达及敲低了hucMSC-Ex中的HSP70,应用皮肤角朊细胞研究了hucMSC-Ex促增殖抗凋亡促进愈合的可行性,结合H2O2诱导HaCaT凋亡模型,糖尿病小鼠皮肤伤口模型,体内外研究了加入过表达及敲低表达HSP70的hucMSC-Ex后细胞表型,行为学的改变,伤口愈合速度,愈合后皮肤形态完整性的差异,并分析了HSP70通过线粒体PARP/1-AIF信号通路调控愈合的作用机制。同时为了高效快速获得不同处理组的hucMSC-Ex,结合前期三维扩增种子细胞的经验,利用相同的方式结合超高速梯度离心法,分离获得了体内外实验所需的大量外泌体。.研究结果显示:(1)H2O2可以诱导HaCaT经非caspase依赖线粒体凋亡通路发生凋亡;(2)过表达HSP70后的HaCaT增殖、迁移及抗凋亡能力升高,而敲降后该功能下调;(3)微载体生物反应器三维扩增方式可快速获得实验所需的过表达或敲降表达HSP70的hucMSC-Ex;(4)ExoOE-HSP70显著促进H2O2诱导的HaCaT增殖、迁移,同时抑制凋亡诱导因子(Apoptosis induce factor, AIF)自线粒体进入细胞核发挥凋亡功能;(5)Exosh-HSP70显著促进小鼠皮肤伤口愈合。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Antagonizing effects of curcumin against mercury-induced autophagic death and trace elements disorder by regulating PI3K/AKT and Nrf2 pathway in the spleen
姜黄素通过调节脾脏PI3K/AKT和Nrf2通路对抗汞诱导的自噬性死亡和微量元素紊乱
  • DOI:
    10.1016/j.ecoenv.2021.112529
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Ecotoxicology and Environmental Safety
  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    Guifang Zhao;Ling Qi;Yanling Wang;Xinlian Li;Qiuyue Li;Xiaoqing Tang;Xiali Wang;Chunling Wu
  • 通讯作者:
    Chunling Wu
MSC-derived exosomes attenuate cell death through suppressing AIF nucleus translocation and enhance cutaneous wound healing
MSC 衍生的外泌体通过抑制 AIF 核易位来减轻细胞死亡并增强皮肤伤口愈合
  • DOI:
    10.1186/s13287-020-01616-8
  • 发表时间:
    2020-05-11
  • 期刊:
    STEM CELL RESEARCH & THERAPY
  • 影响因子:
    7.5
  • 作者:
    Zhao, Guifang;Liu, Feilin;Liu, Jin Yu
  • 通讯作者:
    Liu, Jin Yu
Mesenchymal stem cell-derived extracellular vesicles protect retina in a mouse model of retinitis pigmentosa by anti-inflammation through miR-146a-Nr4a3 axis.
间充质干细胞来源的细胞外囊泡通过 miR-146a-Nr4a3 轴抗炎保护色素性视网膜炎小鼠模型的视网膜
  • DOI:
    10.1186/s13287-022-03100-x
  • 发表时间:
    2022-08-03
  • 期刊:
    Stem cell research & therapy
  • 影响因子:
    7.5
  • 作者:
  • 通讯作者:
M2-like tumor-associated macrophages transmit exosomal miR-27b-3p and maintain glioblastoma stem-like cell properties.
M2 样肿瘤相关巨噬细胞传递外泌体 miR-27b-3p 并维持胶质母细胞瘤干细胞样细胞特性
  • DOI:
    10.1038/s41420-022-01081-7
  • 发表时间:
    2022-08-04
  • 期刊:
    CELL DEATH DISCOVERY
  • 影响因子:
    7
  • 作者:
    Zhao, Guifang;Ding, Lijuan;Yu, Hongquan;Wang, Weiyao;Wang, Huan;Hu, Yao;Qin, Lingsha;Deng, Guangce;Xie, Buqing;Li, Guofeng;Qi, Ling
  • 通讯作者:
    Qi, Ling
Long non-coding RNA PAXIP1-AS1 facilitates cell invasion and angiogenesis of glioma by recruiting transcription factor ETS1 to upregulate KIF14 expression
长非编码RNA PAXIP1-AS1通过招募转录因子ETS1上调KIF14表达促进胶质瘤的细胞侵袭和血管生成
  • DOI:
    10.1186/s13046-019-1474-7
  • 发表时间:
    2019-12-10
  • 期刊:
    JOURNAL OF EXPERIMENTAL & CLINICAL CANCER RESEARCH
  • 影响因子:
    11.3
  • 作者:
    Xu, Haiyang;Zhao, Guifang;Qi, Ling
  • 通讯作者:
    Qi, Ling
共 7 条
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