低氧诱导因子1a相关microRNA调控内皮祖细胞旁分泌及新生血管形成机制研究

How to strengthen the paracrines of endothelial progenitor cells(EPCs) has been regarded as a new target for improving clinical effects of EPCs implantation. Our primary results have showed ischemic/hypoxia upregulates the expression of hypoxia-inducible factor 1a(HIF-1a) in CD34+ EPCs, and results in an alteration of microRNAs profiles. Meanwhile, co-incubated with CD34+ and CD14+ EPCs can accelerate the formation of endothelial-like cells. Therefore, we will aim to:1) examine the exactly HIF-1a-related microRNA; 2) regulate the expressions of these HIF-1a-related microRNA, and improve the paracrines of CD34+ EPCs; 3) make CD14+ EPCs divide into endothelial cells and neovasculization . To determine the above hypothesis may provide us a new views on the exact mechanisms for the neovasculization in the ischamic myocardium area, and provide a theoratic basis for the research and transformation of some medicine.

如何增强内皮祖细胞旁分泌功能已成为改善其治疗心肌缺血移植效果的新靶点。我们初步发现缺血/低氧可使CD34+内皮祖细胞内低氧诱导因子1a表达明显增加,使CD34+内皮祖细胞的微小RNA表达谱发生变化。同时发现CD34+和CD14+内皮祖细胞共同孵育可加速形成内皮样细胞。因此我们拟通过实验进一步：1）查找低氧诱导因子1a相关微小RNA；2）调控相关微小RNA表达并证实其促进CD34+内皮祖细胞旁分泌；3）可释放大量促血管形成因子并动员和趋化CD14+内皮祖细胞分化为新生血管内皮细胞，从而改善移植细胞区域心肌缺血。通过对上诉课题的探讨，以期为内皮祖细胞促进缺血组织新生血管形成机制提供新观点，为新药物的研发和转化提供理论基础。

近年研究发现除了直接分化为内皮细胞，干细胞尤其是内皮祖细胞的旁分泌功能是缺血心肌或组织血管新生的重要途径，如何改善其旁分泌功能是提高干／祖细胞临床移植效果的干预新靶点。本课题研究发现，低氧培养初期多向分化干细胞/内皮祖细胞（iPSCs/ EPCs）的HIF-1a和VEGF表达水平明显增加，同时发现其分泌促血管形成因子VCAM-1、SDF-1、IGF-1等明显增加，加速分化为内皮细胞及形成血管腔样能力；经microarray分析，与正常培养环境下相比，低氧培养的iPSCs/EPCs的miRNAs表达谱发生改变，其中miR-155、miR-148b和miR-513c表达显著上调，而miR-574-3p表达显著下调，且发现与HIF-1a表达有关；而低氧培养至第4天，HIF-1a表达水平逐渐下降，而miR-155的表达处于高水平表达，或许与VEGF诱导有关，并证实miR-155高水平表达可加速内皮细胞成熟和形成血管腔样结构，其机制或许与激活ERK信号通路有关。本研究进一步发现，miR-155结合E2F2靶基因并抑制其转录因子而促进新生血管形成。总之，本课题通过体外试验证实，低氧所致HIF-1a高表达可促进iPSCs/EPCs分化为内皮细胞和形成血管腔样结构，而HIF-1a相关和VEGF诱导的miR-155在早期iPSCs/EPCs分化为内皮细胞和促进其旁分泌功能进而加速内皮细胞成熟和形成血管腔样结构中扮演了重要角色。本课题的实施为亟待解决的提高干/祖细胞临床移植效果提供了重要的理论基础和新的干预靶点。本课题的上述成果以论文形式发表在Scientific Reports杂志1篇和中文核心期刊2篇，同时在本课题研究基础上延伸成功申请广东省自然科学基金1项。