VP22-Hoxa3修饰糖尿病源性Gr-1+CD11b+髓样细胞治疗缺血性心脏病的实验研究

It was found that transcriptional factor Hoxa3 corrects the impaired functions of Gr-1+CD11b+ myeloid cells and endothelial cells caused by diabetes,however,it is a challenge to correct the functions of these 2 types of cells with the Hoxa3 concurrently. VP22 has the ability of protein transduction，and our prelimilary experiments showed that intravenous administration of VP22-Hoxa3 modified Gr-1+CD11b+ myeloid cells from diabetic mice improves the function of ischemic heart in diabetic mice. Thus,we hypothesized VP22-Hoxa3 could target both Gr-1+CD11b+ myeloid cells and endothelial cells concurrently for the treatment of ischemic heart disease complicated with diabetes. We plan to utilize lentiviral mediated- VP22-Hoxa3 to modify Gr-1+CD11b+ myeloid cells from diabetic mice, by cell sorting, gene transduction, animal experiment,western blot, qPCR and RNA interference et al, we will determine that VP22-Hoxa3 produced by VP22-Hoxa3 modified Gr-1+CD11b+ myeloid cells from diabetic mice targets both Gr-1+CD11b+ myeloid cells and endothelial cells concurrently, corrects the impaired cell functions caused by diabetes, and promotes the angiogenesis of ischemic heart complicated with diabetes. At mean time, we will futher elucidate the mechanism of promoting angiogenesis by VP22-Hoxa3 modified Gr-1+CD11b+ myeloid cells. This will provide a new way for the treatment of ischemic heart disease complicated with diabetes.

研究表明转录因子Hoxa3可纠正因糖尿病而受损的Gr-1+CD11b+髓样细胞和内皮细胞功能，可是，用Hoxa3同时作用于这2种细胞是一个挑战。VP22具有蛋白转导功能，且我们的预实验发现静脉注射VP22-Hoxa3修饰的糖尿病源性Gr-1+CD11b+髓样细胞可改善糖尿病小鼠的缺血心脏功能。因此我们假设：VP22-Hoxa3可同时作用于Gr-1+CD11b+髓样细胞和内皮细胞，用于并发糖尿病的缺血性心脏病的治疗。本研究用慢病毒介导VP22-Hoxa3修饰糖尿病源性Gr-1+CD11b+髓样细胞，通过细胞分选、基因转导、动物实验、蛋白印迹、qPCR、RNA干扰等方法，明确修饰后的糖尿病源性Gr-1+CD11b+髓样细胞产生的VP22-Hoxa3同时作用于自身和内皮细胞，纠正因糖尿病而受损的细胞功能，促进缺血心脏的血管新生；进一步阐明其作用机制，为并发糖尿病的缺血性心脏病的治疗提供新途径。

研究表明Gr-1+CD11b+髓样细胞可促进缺血下肢及心脏的血管新生，可是糖尿病源性的Gr-1+CD11b+髓样细胞并不能促进血管新生，并且在增殖、趋化、粘附及分化潜能方面存在异常。转录因子Hoxa3可纠正因糖尿病而受损的Gr-1+CD11b+髓样细胞和内皮细胞功能，可是，用Hoxa3同时作用于这2种细胞是一个挑战。VP22具有蛋白转导功能，且我们的预实验发现静脉注射VP22-Hoxa3修饰的糖尿病源性Gr-1+CD11b+髓样细胞可改善糖尿病小鼠的缺血心脏功能。因此我们假设：VP22-Hoxa3可同时作用于Gr-1+CD11b+髓样细胞和内皮细胞，用于并发糖尿病的缺血性心脏病的治疗。本研究用慢病毒介导VP22-Hoxa3修饰糖尿病源性Gr-1+CD11b+髓样细胞，通过细胞分选、基因转导、动物实验、蛋白印迹、qPCR等方法，研究修饰后的糖尿病源性Gr-1+CD11b+髓样细胞产生的VP22-Hoxa3同时作用于自身和内皮细胞，纠正因糖尿病而受损的细胞功能，促进缺血心脏的血管新生。结果：成功构建VP22-GFP、VP22-Hoxa3慢病毒载体，转染糖尿病源性Gr-1+CD11b+髓样细胞后得到VP22-GFP和VP22-Hoxa3融合蛋白的有效表达。VP22-Hoxa3慢病毒载体转染糖尿病源性的Gr-1+CD11b+髓样细胞后可恢复因糖尿源性Gr-1+CD11b+髓样细胞的增殖、趋化及粘附功能；增加IL-6及TGF-beta的表达，抑制Arg-1的表达从而影响Gr-1+CD11b+髓样细胞的极性。静脉注射VP22-Hoxa3转染糖尿病来源的Gr-1+CD11b+细胞促糖尿病小鼠的进血管新生，缩小伤口面积；静脉注射慢病毒VP-22-Hoxa3载体转染糖尿病源性Gr-1+CD11b+髓样细胞增加糖尿病小鼠心脏梗死区周围的毛细血管密度、缩小心肌梗死面积、改善心脏功能。我们进一步发现VP22-Hoxa3慢病毒载体转染糖尿病源性的Gr-1+CD11b+髓样细胞产生的VP22-Hoxa3体外增强血管内皮细胞的迁移和小管生成能力，体内增加心肌梗死区的SDF-1表达，提示VP22-Hoxa3可在体影响血管内皮细胞及内皮前体细胞迁移，增强缺血性心脏病的血管新生。以上发现为并发糖尿病的缺血性心脏病的治疗提供新途径。