揭示人胚胎幹細胞衍生的心血管前體細胞胞外囊泡的心臟保護作用

2020-12-05 中國生物技術網

2020年5月11日,國際學術期刊Cell Death & Disease在線發表了中科院上海營養與健康研究所腫瘤與微環境重點實驗室楊黃恬研究組題為「Extracellular Vesicles from Human Embryonic Stem Cell-Derived Cardiovascular Progenitor Cells Promote Cardiac Infarct Healing through Reducing Cardiomyocyte Death and Promoting Angiogenesis」的研究論文。該研究報告了人多能幹細胞(hPSCs)來源的心血管前體細胞分泌的胞外囊泡(hCVPC-EVs)通過改善心肌細胞存活和血管生成來發揮保護心肌梗死(心梗)心臟的作用及長鏈非編碼RNA在其中的貢獻和機制。

我國心血管疾病高居致死病因首位。其中心梗引起心肌細胞丟失導致的心力衰竭(心衰)是心血管病總死亡率持續上升的主要原因。現有治療難以逆轉心梗後心衰進程,因此如何減少心梗後心肌細胞死亡、促進功能重建是制約心衰發生發展、降低心梗死亡率的關鍵環節,也是生命醫學領域亟需解決的重大科學和臨床問題。hPSCs來源心肌譜系細胞用於心梗治療的探索顯示了其應用前景,但移植細胞種類、移植窗口、作用機制等仍待明確。近年,楊黃恬研究員帶領的團隊證明心梗急性期移植hPSC-CVPCs可促進心梗心肌修復,但對其旁分泌作用在心肌修復中的貢獻和具體機制不甚清楚。

該研究利用小鼠急性心梗模型揭示,心梗急性期心肌注射hCVPC-EVs可有效促進心梗心肌的修復,hCVPC-EVs組可顯著減少心梗後心肌細胞凋亡、促進血管生成和減少纖維疤痕形成;並且低氧預處理hCVPCs可顯著提升 hCVPC-EVs的心臟保護作用。機制分析發現低氧預處理hCVPCs可顯著提升 hCVPC-EVs中長鏈非編碼RNA(lncRNA)MALAT1的含量,並且給予hCVPC-EVs後心肌細胞與心肌組織中的MALAT1含量顯著升高。進一步分析揭示hCVPC-EVs促進血管生成和抑制心肌細胞凋亡的作用至少部分通過MALAT1介導,其可通過與miR-497結合,抑制其表達,進而保護心肌細胞、促進內皮細胞成管。研究發現揭示了hPSC-CVPCs修復心梗心肌的作用方式和新的調控機制,並提示hPSC-CVPC及其分泌的細胞外囊泡有可能用於缺血受損心臟的治療。

博士研究生吳強、王錦希為該研究論文的共同第一作者,楊黃恬研究員為通訊作者。該項研究還得到了新加坡國立大學Roger Foo教授團隊和楊黃恬研究員團隊其他成員的大力支持,並得到了國家自然科學基金委項目、中國科學院戰略性先導科技專項、國家重點研發計劃專項的資助。

圖示:hCVPC分泌的細胞外囊泡在心梗心臟中的保護作用及作用機制

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