miR-4793-3p调控hMSC抑制烧伤休克血管内皮细胞凋亡的机制研究

The collapse of the effctive circulating blood volume caused by apoptosis of vascular endothelial cells is a pathophysiological basis of burn shock. However, there is currently no effective method about protective method of injured vascular endothelial cells. Shock is still the focus of burn treatment. Previous studies have shown that miR-4793-3p in hMSC could be down-regulated by burn shock serum. The miR-4793-3p has been proved to have a target-regulating effect on VEGF mRNA and an inhibiting effect on endothelial cells apoptosis induced by burn shock serum. But the mocular mechanisms of these effects are still unclear. Therefore, our team has hypothesized that miR-4793-3p could regulate hMSC to produce and paracrine VEGF, which could inhibit apoptosis of vascular endothelial cells induced by burn shock via activating PI3K/AKT signaling pathway. This project is designed to reveal the mechanisms of miR-4793-3p regulating hMSC to produce and paracrine VEGF, which inhibits apoptosis of vascular endothelial cells in animal and cell models of burn shock through overexpressing and silencing miR-4793-3p orVEGF. This study might provide a theoretical basis of the clinical application of hMSC.

血管内皮细胞凋亡导致的有效循环血容量骤减是烧伤休克发生的病生基础，目前尚无有效保护方案，休克仍是烧伤救治的重点和难点。课题组前期的研究发现，烧伤休克血清下调的miR-4793-3p可靶向调控hMSC生成VEGF，发挥抑制血管内皮细胞凋亡的作用，但具体机制尚不清楚。据此提出，miR-4793-3p调控hMSC生成和旁分泌VEGF，通过激活PI3K/AKT信号通路，发挥抑制烧伤休克血管内皮细胞凋亡的作用。因此，本项目拟分别过表达/沉默hMSC中的VEGF和miR-4793-3p，通过动物实验研究miR-4793-3p调控hMSC旁分泌VEGF，发挥抑制血管内皮凋亡和治疗烧伤休克的作用；通过细胞实验深入探讨miR-4793-3p对VEGF及其下游PI3K/AKT信号通路的调控影响，从而阐明hMSC抑制烧伤休克血管内皮细胞凋亡的分子机制。丰富hMSC的再生修复机制，为其的临床应用奠定理论基础。

严重烧伤是平战时常见外伤。内皮细胞凋亡致血管内皮屏障功能损伤是严重烧伤早期有效循环血容量骤减、发生多器官功能障碍和休克的病理生理学基础。因此，烧伤后极早期采取人脐带间充质干细胞（human Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells，hMSC）的治疗，对于有效降低血管内皮细胞凋亡，发挥保护内皮屏障，改善重要脏器功能以及治疗休克等具有极其重要意义。课题组前期研究和诸多文献证实，hMSC发挥保护内皮屏障的作用是通过旁分泌多种生物活性因子，包括血管内皮生长因子（Vascular Endothelial Growth Factor, VEGF）、胰岛素样生长因子（Insulin-like Growth Factor-1，IGF-1）、肝细胞生长因子（Hepatocyte Growth Factor, HGF）等。本项目预实验发现，显著下调的miR-4793-3p可靶向调控hMSC生成和旁分泌VEGF，发挥一定保护血管内皮细胞的作用，但经系统研究发现，IGF-1（被成为抗凋亡因子）则是hMSC烧伤极早期分泌量更高的因子，且靶向调控hMSC 生成和旁分泌IGF-1的miR-301a-3p是整个miRNA谱中下调表达最显著的一个。因而反映了严重烧伤诱导显著下调的miR-301a-3p靶向调控IGF-1的生成和旁分泌，对于hMSC抑制血管内皮凋亡发挥了更关键的作用。进一步使用慢病毒介导的过表达和siRNA技术分别过表达及沉默miR-301a-3p和IGF-1后，使用细胞实验明确miR-301a-3p通过调控hMSC生成和旁分泌IGF-1发挥显著减轻严重烧伤血清诱导血管内皮细胞凋亡的作用。在此基础上，使用动物实验进一步明确miR-301a-3p具有介导调控hMSC生成和旁分泌IGF-1，发挥减轻重要脏器血管内皮细胞凋亡、保护血管内皮屏障和各重要脏器功能的作用。最后再使用细胞实验明确，严重烧伤诱导显著下调表达的miR-301a-3p靶向调控hMSC旁分泌合成和分泌IGF-1，通过调控PI3K/Akt/ FOXO3信号通路，发挥抑制严重烧伤诱导血管内皮细胞凋亡，保护血管内皮屏障完整性，有效改善血管内皮屏障障碍的功效。综合数据为hMSC治疗和预防烧伤诱导严重并发症提供理论支持，丰富hMSC 抗凋亡机制，进而为其最终用于烧伤临床提供新思路和新技术。