外泌体miRNA在针刺干预干细胞治疗心肌梗死中的作用机制研究

Stem cell therapy is the most promising treatment for regeneration of damaged tissue after myocardial infarction (MI). At present, enhancing the repair effects of endogenous stem cells and the paracrine effects of exogenous stem cells are important strategies for promoting stem cell therapy for MI. We found that exosomes isolated from blood after acupuncture at "Neiguan" can promote the proliferation and migration of epicardial-derived cells (EPDCs) and MSCs, which suggests the important roles of blood exosomes as information carriers in enhancing therapeutic effects of stem cells by acupuncture. Therefore, this study is going to focus on exosomes, and study the role and molecular mechanisms of acupuncture exosomes in promoting the proliferation, migration and differentiation of EPDCs, one type of endogenous stem cells and enhancing the paracrine effects of MSCs, one kinds of exogenous stem cells. Target miRNAs by which exosomes exert their biological effects will be screened out by using gene sequencing and bioinformatics analysis techniques. At the same time, mouse MI models were established to assess the effects of acupuncture exosomes on the survival of transplanted stem cells and improve cardiac function. Then, tool mouse for genetic lineage tracing will be used to investigate the effects of exosome and target miRNA on regulating MSCs to enhance EPDCs repairation of myocardial tissue. This study will provide a theoretical basis for elucidating the material basis of acupuncture, and a new strategy for stem cell therapy after MI.

干细胞治疗是最有望治愈心肌梗死（MI）的手段，增强内源性干细胞修复作用和外源性干细胞旁分泌效应是促进干细胞治疗MI的重要策略。前期工作发现，针刺“内关”后血液外泌体能够促进心外膜源性细胞（EPDCs）和间充质干细胞（MSCs）增殖、迁移，提示外泌体是针刺增强干细胞治疗效果的重要信息载体。因此，本项目拟以外泌体为切入点，研究针刺外泌体在促进内源性干细胞EPDCs增殖、迁移和分化，增强外源性干细胞MSCs旁分泌效应中的作用和分子机制，并应用基因测序和生物信息分析技术，筛选出外泌体发挥生物学效应的目标miRNA。同时，建立小鼠MI模型，在体评价针刺外泌体促进移植干细胞存活、改善心功能的作用；进而应用基因谱系示踪鼠，探索针刺外泌体和目标miRNA调控MSCs促进EPDCs修复心肌的作用和分子机制。本研究将为阐明针刺物质基础和优化干细胞治疗MI策略提供新思路和新方法。

心血管疾病是人类健康的头号杀手，而心肌梗死（myocardial infarction, MI）是其中发病率和致死率最高的一类疾病。干细胞治疗以修复和重建受损心肌为目的，是目前治疗MI最有前景的方法。如何增强外源性干细胞的治疗作用和促进内源性干细胞组织修复是干细胞治疗MI的研究热点。本项目聚焦于细胞、组织或器官之间传递信息的重要载体—外泌体，围绕MI后心肌组织修复和心肌保护这一难题，从4个方开展研究：1）针刺诱导外泌体在促进MI后组织修复中的作用及其承载的关键miRNA；2）针刺诱导外泌体在促进心外膜源性细胞（epicardial derived cells, EPDCs）修复心肌组织中的作用机制；3）针刺诱导外泌体在增强移植MSCs治疗效果的作用机制；4）针刺诱导外泌体促进MI后心肌细胞存活的作用机制，探讨针刺调控外泌体承载miRNA促进干细胞治疗心肌梗死的作用机制。通过研究，我们首先发现针刺“内关”诱导外泌体miR-142-3p在针刺调控干细胞促进心肌修复中发挥重要作用，并证实了外泌体承载miR-142-3p能够靶向抑制Cofilin-2表达，促进EPDCs增殖、迁移和向心肌细胞、平滑肌细胞和内皮细胞分化；同时针刺诱导外泌体也具有促进间充质干细胞（mesenchymal stem cells, MSCs）增殖和存活，增强MI后心功能，提高MSCs移植治疗MI的作用；另外，我们也证实了外泌体承载miR-142-3p靶向抑制Cofilin-2表达在减轻MI后心肌组织氧化损伤，抑制心肌细胞凋亡，保护心肌组织的作用机制。本项目系统研究了针刺在调控干细胞治疗MI中的作用机制，揭示了针刺诱导外泌体承载miRNA在促进外源性和内源性干细胞修复心肌组织，以及保护心肌细胞中的重要作用，为阐释针刺远治作用物质基础提供了新思路和实验依据，也为开发治疗心肌梗死分子药物和靶向载体提供了新思路和新方法。