microRNA-1對人胚胎幹細胞心肌分化調控的分子影像研究

《microRNA-1對人胚胎幹細胞心肌分化調控的分子影像研究》是依託中國人民解放軍第四軍醫大學，由曹豐擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：microRNA-1對人胚胎幹細胞心肌分化調控的分子影像研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：曹豐
• 依託單位：中國人民解放軍第四軍醫大學

中文摘要

人胚胎幹細胞（hESCs）具有無限自我更新以及多向分化潛能，有望成為退行性疾病的理想再生結構單元。然而，使用hESCs移植後最大的潛在危險在於細胞的不可控性增生並導致畸胎瘤的形成。本項目在建立了穩定表達多重報告基因的hESC系及心肌定向分化的分子影像前期研究基礎上，通過幹細胞分子成像技術示蹤移植入體內不同部位的hESCs及其分化產物的存活及增殖，闡明hESCs在體內的生物學和生理性特性，探討畸胎瘤的生長特性是否因移植部位不同而改變（如皮下移植、心肌內移植或腎包膜下移植）；並通過microRNA-1調控細胞分化，利用分子影像技術系統觀察microRNA對體內hESCs的心肌分化及致瘤性的影響；確立胚胎幹細胞向心肌分化的分子調控靶點，提高幹細胞治療的安全性。這項研究計畫目的是尋找一種新的技術（分子影像）來闡明hESC分化過程（基因水平），為hESC移植的臨床套用提供理論基礎。

結題摘要

人體胚胎幹細胞（hESCs）的無限自我更新能力以及其多向分化潛能使得hESCs有可能成為退行性疾病的再生結構單元。但是，使用hESCs移植後最大的潛在危險在於細胞的不可控性增生並導致畸胎瘤的形成，限制其廣泛的臨床套用。因此，我們必須在臨床套用之前分別在體內和體外深入闡明hESC分化的生物學特徵以及致瘤性，防患於未然。因此本項目採用5種病毒和非病毒轉染方法轉染hESCs系，發現慢病毒轉染效率(H1: 25.3±4.8%; H9: 22.4±6.5%)和細胞活力（＞95%）最高，通過此方法我們建立了穩定表達雙重報告基因(pUb-eGFP-Fluc)的hESC系，分別將細胞數目為1 × 102, 1 × 103, 1 ×104，1 × 105 或 1 × 106帶有雙重報告基因的hESCs注入免疫缺陷小鼠的心肌內和骨骼肌內，通過幹細胞分子成像技術示蹤移植後8周內細胞的存活和增殖，我們觀察到至少需要1 × 105 hESCs可在心肌內形成畸胎瘤，骨骼肌內至少需要1 × 104 hESCs形成畸胎瘤，這說明細胞數量可能是畸胎瘤形成的關鍵因素。為了通過幹細胞分子成像技術示蹤移植入體內不同部位的 hESCs 及其分化產物的存活及增殖及闡明 hESCs 在體內的生物學和生理性特性並探討畸胎瘤的生長特性是否因移植部位不同而改變，我們將一定數目的hESCs移植入不同部位（肝臟，腎臟和肌肉），發現隨著時間的變化，hESCs在不同部位的增殖能力不一樣。我們誘導hESCs向心肌細胞分化，結果表明hESCs衍生的心肌細胞可以改善缺血再灌注損傷小鼠模型心肌的心功能。最後我們構建了受 miR-1調控的 Fluc 螢光素酶報告基因載體 pub-3xmiR1TS和高表達miR-1的慢病毒載體 pLK-TRC-miR-1，利用分子影像技術系統觀察microRNA-1促進hESCs向心肌細胞分化且抑制畸胎瘤的生成，從而提高幹細胞治療的安全性。這項研究計畫目的是尋找一種新的技術（分子影像）來闡明hESC分化過程（基因水平），為hESC移植的臨床套用提供理論基礎。