内皮祖细胞及内皮细胞膜微囊泡在糖尿病血管病变中的作用及机制研究

Diabetes is one of the leading causes of cardiovascular diseases. High glucose and inflammatory cytokines, such as tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) , inducing injury of endothelial progenitor cells (EPCs), endothelial cells (ECs) and smooth muscle cells (SMCs) plays a pivotal role in the physiopathologic process of diabetic vascular diseases. Recent evidences demonstrate that microvesicles (MVs) are an important mechanism, other than direct cell-cell contact or transfer of secreted paracrine molecules, which are involved in intercellular communication and regulation. Our previous study shows that circulating MVs from diabetic patients and mice induce dysfunction of EPCs and ECs. miRNA array analyses demonstrate that the expression pattern of miRNAs in circulating MVs of diabetic patients is different from that of healthy controls. In in vitro experiments, we find that high glucose and TNF-α regulate the expression levels of miRNAs in EPCs/ECs and their released MVs. Based on these evidences, we hypothesize that high glucose and/or TNF-α induce dysfunctions of EPC-MVs and EC-MVs, which promotes the development of diabetic vascular disease, and the underlying mechanisms are the MVs-mediated changes of miR-155/miR-126 expression in EPCs, ECs and SMCs. We will demonstrate this hypothesis by using integrative methods in cellular, animal models and clinical studies.

糖尿病是心血管疾病的主要原因之一。高糖及炎症因子TNF-α导致内皮祖细胞（EPCs）、内皮细胞（ECs）及平滑肌细胞（SMCs）功能障碍和损伤在糖尿病血管病变中起关键作用。近年研究阐明细胞膜微囊泡（MVs）是细胞间信息交流和细胞功能调控的重要机制之一。课题组发现糖尿病小鼠及病人血液中的MVs可损伤ECs和EPCs的功能。基因芯片结果表明糖尿病的MVs中miRs水平异常(miR-155等升高及miR-126等降低)。在EPCs和ECs培养实验中，我们还发现高糖及TNF-α改变母细胞及MVs中miR-155及miR-126水平。本项目将从细胞分析、动物模型及临床研究等多个层面上验证我们的假设：高糖及炎症因子导致EPC-MVs和EC-MVs介导的EPCs、ECs及SMCs的miR-155/miR-126表达改变和功能异常是糖尿病血管稳态失衡关键性的分子与细胞学机制，在糖尿病血管病变中起重要作用。

糖尿病是心血管疾病的主要原因之一。高糖及炎症因子TNF-α导致内皮祖细胞（EPCs）、内皮细胞（ECs）及平滑肌细胞（SMCs）功能障碍和损伤在糖尿病血管病变中起关键作用。近年研究阐明细胞膜微囊泡（MVs）是细胞间信息交流和细胞功能调控的重要机制之一。课题组通过研究证实：1）糖尿病患者cMVs和EPC-MVs数量增加，携带的miR-126减少，循环EPC数量降低。通过下调miR-126/VEGFR2通路引起EPC功能损伤；2）糖尿病病人细胞外囊泡中miR-126水平下降，引起eNOS/AKT信号通路改变，损伤血管舒张功能；3）循环微囊泡中miR-155水平升高，进一步研究证实单核细胞来源的外泌体数量增加及其携带的miR-155水平升高，单核细胞外泌体可通过传递miR-155激活PTEN-AKT通路促进血管平滑肌细胞增殖、迁移，引起糖尿病患者血管重构；4）血管紧张素转换酶2（ACE2）可通过抑制NF-B信号通路活性来增强内皮祖细胞来源的外泌体（EPC-EXs）对平滑肌细胞表型转换作用。本项目从细胞分析、动物模型及临床研究等多个层面上验证我们的假设：EPC-MVs和EC-MVs介导的EPCs、ECs及SMCs的miR-155/miR-126表达改变和功能异常是糖尿病血管稳态失衡关键性的分子与细胞学机制，在糖尿病血管病变中起重要作用。