HIF-1α调控协同下EPCs移植促进糖尿病创面愈合的作用和机制

Diabetic wound is very difficult clinical problem. Endothelial progenitor cells (EPCs) transplantation has great advantages in the treatment of diabetic wounds and it can promote neovascularization and wound healing. However, the shortage of various growth factors in DM wound tissure and the low survival rate and dysfunction of the transplanted EPCs greatly decrease its therapuetic effect. Our previous study showed that Hypoxia-inducible factor -1α (HIF-1α) could up-regulate the expression of a variety of growth factors and the activities of EPCs, but the level of HIF-1α was low in diabetic wound tissue and its role was abnormal. Hence, in the present study, DM wound will be treated by EPCs transplatation with combination of HIF-1a stabilization. After local intervention of the diabetic wound and pretreatment of the transplanted EPCs by HIF-1a regulation with gene transfection or RNA interference, the effect of EPCs transplantation in the improvement of wound healing will be observed, and the levels of HIF-1α protein and several growth factors will be detected. Also, its possible mechanism will be explored at cell and molecular levels. This study will provide new way for improvement of diabetic wound healing, and find a new method for overcoming the limitations of EPCs treatment for DM wound.

糖尿病(DM)创面为难愈性创面,治疗困难。内皮祖细胞(EPCs)治疗具有独特优势，可促进创面血管新生和愈合，但DM创面内缺乏生长因子，细胞活性和功能下降，移植的EPCs难以在DM创面内存活并有效发挥功能。我们前期研究显示，缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)可上调创面内多种生长因子d的表达，并增强EPCs的活性和功能，但DM创面内HIF-1α呈现明显低表达水平，不能发挥正常功能。本课题将HIF-1α稳定性调控与EPCs移植相结合治疗DM创面，采用基因转染和RNA干扰等方法，在治疗前预处理创面局部和移植的EPCs，靶向调控HIF-1α稳定性，观察其促进DM 创面愈合的效果，探讨HIF-1α调控促进创面内相关生长因子分泌和提高EPCs移植效果的作用，从组织学、细胞学和分子生物学等水平探讨可能的机制。本研究将为克服EPCs治疗DM创面的局限寻找新方法，为促进DM创面愈合提供新的思路。

糖尿病(DM)创面为难愈性创面，治疗困难。内皮祖细胞(EPCs)治疗可促进创面血管新生和愈合，但DM创面内缺乏生长因子，细胞活性和功能下降，移植的EPCs难以在DM创面内存活并有效发挥功能。缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)可上调创面内多种生长因子表达，并增强EPCs活性和功能，但DM创面内HIF-1α呈现明显低表达，不能发挥正常功能。本课题将HIF-1α稳定性调控与EPCs移植相结合，并采用功能性生物膜材料进行辅助，克服EPCs移植治疗DM创面的局限性，为DM创面治疗提供新思路。.本研究主要内容包括：(1)确定HIF-1α调控与EPCs移植联合应用对DM创面愈合的促进作用及效果; (2)探讨调控HIF-1稳定性对EPCs移植促进DM创面组织血管新生的影响和机制；(3) 确定在DM高血糖的条件下，采用不同方法调控HIF-1α蛋白水平的可行性和效果，以及调控相关细胞生物学效应的效果。（4）设计并制备功能性创面材料，以将EPCs和药物置入支架，对制备的创面材料进行理化和生物学评价，评估其促进伤口愈合的潜力。.本研究首次阐明了EPCs分化调控通路HIF-1α/miR375-3p/KLF4的存在及其对DM条件下EPCs促进成管中的作用；从维护HIF-1α稳定性角度出发，明确了沉默其上游降解限速酶PHD-2而上调HIF-1α的基因工程方案；率先揭示了HIF-1α通过活化HIF-1α/miR375-3p/KLF4干细胞分化通路以及 HIF-1α/VEGF/VEGF-R2内皮细胞活化途径在EPCs移植治疗DM创面修复中发挥作用；确定联合应用调控HIF-1α和EPCs 移植治疗DM创面愈合的效果。这些结果具有重要的科学意义和临床价值。同时，我们通过组织工程方法设计制备了功能性生物膜，负载EPCs 移植，证实了其在促进DM创面愈合中的作用，预期可以开发出相关促创面快速愈合的产品，具有明显的应用潜能。.本研究为促进DM创面愈合提供新思路，还为克服干细胞治疗DM 创面的局限找到新的有效方法，最终有助于解决DM难愈创面治疗这一难题，消除患者病痛，减少由此导致的生活质量下降和劳动能力下降问题，减轻社会的医疗负担，具有重要的社会意义。