心脏Telocytes促进梗死心肌再生机理的研究

Regeneration of infarcted myocardium is still a big challenge in clinic. Recently, our team firstly reported that cardiac telocyte network in myocardium is destroyed during the myocardial infarction (MI). In addition, transplantation of cardiac telocytes (CTs) in MI is able to decrease infarcred size and improve cardiac function. Further more, our up-to-date published paper reported that the cellular mechanism of the CT-therapy for MI is promoting the angiogenesis and CT-network reconstruction, and decrase fiborsis in ischemic myocardium to decrase infarct size and improve cardiac function. The proposed study therefore to be designed to further investigate the following critical issues: ①the molecular mechanism of CT-therapy for the promoting myocardial angiogenesis and decrasing fibrosis in MI; ②the molecular mechanism of CT death in ischemic myocardium duing MI; ③the therapeutic effect of CTs combined with adult stem cells for MI. The results of this study will reveal the functional roles of CTs in myocardium and regeneration of injured myocardium. In addition, the findings from this study will shed light for us to establish novel strategy and targets to regenerate the infarcted myocardium.

再生缺血梗死心肌目前仍然是一个医学难题。最近我们率先报道：新近发现的心肌层间质细胞――"心脏Telocytes（CTs）"所形成的网状结构在心肌缺血时被破坏，对缺血心肌实施CTs移植能有效减小缺血心肌的梗死面积及改善缺血心脏的功能。我们刚被接受发表的文章进一步揭示：经移植入缺血心肌的CTs是通过促进心肌层血管新生、减小缺血心肌纤维化及促进缺血心脏CTs网状结构的重构，从而实现减小梗死心肌面积及改善缺血心脏功能。本项目将在上述原创发现的基础上，进一步阐明：①CTs有效促进缺血心肌血管新生及减小纤维化的分子机理；②CTs在缺氧环境易于死亡的分子机理；③CTs与干细胞联合应用可能更有利于梗死心肌再生的疗效及机理，为全面阐明CTs在心肌层及损伤心肌的修复与再生的功能角色，打下重要基础，同时也为有效再生梗死心肌这一科学及临床难题带来新的思路、靶点、机理及手段。

通过对心脏Telocytes（CTs）促进梗死心肌再生机理的研究，揭示：①在缺氧状态，CTs通过白细胞介素-8通路的BCL2等5个基因,、凝血酶信号通路的CAMK2D等12个基因，及其外泌体所含的ADIPOQ等120蛋白、miR-320b等促进血管内皮细胞的迁移、增殖、管状形成，共同调控血管新生；②在缺氧状态，CTs通过ADRA2C与NOX4等9个基因上调，THBS2下调，外泌体Let-7a-5p， miR-101-3p，miR-125b-5p和miR-21-5p等调控TGF-通路等，外泌体ADIPOQ等47个蛋白调控成纤维细胞增殖，ACTC1等29个蛋白调控成纤维细胞移行， ACTB 等38个蛋白调控成纤维细胞死亡，Acan等42个蛋白调控纤维构成等共同调控纤维化；③在缺氧和高活性氧环境， CTs表达NOX4上调，是CTs较成纤维细胞易于死亡的重要分子机理。缺氧时，CTs的CXCR4等16个基因表达上调，IGF1和THBS2表达下调参与心脏细胞死亡调控。另CTs外泌体的miR-320b调控其靶基因IGF1R, YWHAH等参与调控Myc介导细胞凋亡通路，miR-199a-3p参与调控心室细胞重新进入细胞周期， miR-378a-3p参与调控心肌细胞凋亡，ACTC1等26个蛋白调控心脏细胞死亡，ADIPOQ等6个蛋白参与调控心脏细胞存活等共同对心脏构成细胞的存活和死亡发挥调控作用；④CTs与骨髓间充质干细胞（MSCs）联合使用，较之于单独使用MSCs，能显著减小梗死面积；⑤CTs与SCs联合使用，较之于单独使用SCs，有效减小梗死面积的趋势；⑥移植CTs+SCs-co能显著改善心梗心脏的心功能、减小心梗心脏梗死的面积、改善纤维化、增加血管新生、减小CTs死亡、促进心肌增殖，且上述疗效优于单独CTs、SCs和MSCs治疗组，并揭示了发挥上述疗效的机理之一是通过CTs外泌体的miRNAs及功能蛋白。研究结果阐释了：对缺血心肌实施CTs治疗，其促血管新生及改善纤维化的分子机理及调控网络；CTs在缺血心肌易于死亡的机理；及证明了CTs联合干细胞治疗对心梗的疗效优于单独干细胞治疗及机理。为梗死心肌的修复与再生提供了新的细胞与非细胞治疗的思路、机理与靶点。发表标注项目号文章：SCI 2篇，ISTP 3篇，核心5篇。培养博士2人，硕士4人。申请专利2项。