《粘合蛋白在間充質幹細胞肺滯留中的作用》是依託清華大學，由吳耀炯擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：粘合蛋白在間充質幹細胞肺滯留中的作用
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：吳耀炯
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
間充質幹細胞（MSC）是目前臨床試驗研究最多的幹細胞。但有一個突出的基礎問題沒有解決：MSC肺滯留。超過80%的MSC在靜脈注射（MSC治療最常用移植途徑）後阻塞在肺毛細血管前，並很快死亡，到達損傷器官的MSC數量極少。解除MSC肺滯留是提高其靶器官到達量的關鍵。造成MSC肺滯留的原因不清。我們認為，MSC在擴增培養後粘合蛋白的表達和活化狀態失常，某些粘合蛋白過表達並處激活狀態，使MSC在通過血流緩慢的肺毛細血管時粘附正常的內皮細胞，造成阻塞。我們將分析不同培養條件下MSC粘合蛋白的表達水平和活化狀態，並通過粘合蛋白功能阻斷等方法，明確粘合蛋白在MSC肺滯留中的作用並找出起關鍵作用的粘合蛋白，並進一步研究特異性抑制關鍵粘合蛋白的功能是否減輕MSC肺滯留並增加其到達缺血心肌的數量和對梗死心臟的修復效果。本研究將增加對MSC肺滯留機制的理解，並為改進MSC培養方法的治療效果奠定基礎。
結題摘要
間充質幹細胞（mesenchymal stem cells, MSCs）由於具有多分化潛能，強大旁分泌作用和低免疫原性等優點，成為幹細胞治療多種疾病的首選。MSCs移植為心、腦梗塞等重大疾病的治療開闢了一條嶄新的途徑。臨床研究證明了MSCs臨床使用的安全性，但也遇到了一些亟待解決的問題，其中如何提高MSCs從血液循環進入損傷器官（靶器官）的數量及增強移植修復效果成為突出問題。體外培養的MSCs，在靜脈注射後到達靶器官的數量極少，絕大多數細胞不能通過肺循環而滯留在肺，並很快因缺血而死亡，嚴重影響其對靶器官的修復效果。因此，解除MSCs肺滯留是發揮其遷徙能力、提高其靶器官到達量和更好地發揮其修復作用的關鍵。然而造成 MSCs 肺滯留的原因和機制並不清楚。本課題採用多種實驗方法證實了經體外連續貼壁培養的MSCs 表面的多種整合素如 integrin β1, α5 和 αVβ3 的表達水平都顯著升高並明確了阻斷間充質幹細胞表面的粘合蛋白可以明顯降低肺阻塞。另外，本研究通過體外實驗篩選出了可能的粘合蛋白，並通過運用小鼠模型證實了MSCs 肺滯留量顯著降低的同時伴隨著在血液循環中的水平增加，並有更多的 MSCs 遷徙到小鼠心肌梗塞的心臟和耳朵發炎區域。本研究還發現，多次傳代貼壁培養的 MSCs 經過我們創新的3D 培養方法培養後，多種整合素的表達水平顯著下降，而由鈣粘素蛋白形成的介導細胞與細胞連線作用的緊密連線明顯增強，細胞內肌動蛋白骨架結構也發生顯著變化。這導致細胞體積明顯變小，形態變得更為均一，多呈梭形結構且更立體。同時我們的結果顯示了3D 培養通過降低骨架張力，增加細胞外囊泡釋放的方式減少了細胞體積，增殖能力和遷徙能力提高，多向分化能力增強，同時多能性因子表達升高，尤其降低了Suv39h1 表達水平，增加了乾性基因 Nanog 的表達。我們的研究不僅解決了間充質幹細胞靜脈注射後引起的肺阻塞和動脈注射後引起的微梗塞問題，而且創新了一種間充質幹細胞培養的新方法，明顯改善了損失組織的移植修復效果，對 MSCs 臨床治療具有重大的科學意義。
