干细胞移植可以诱导血管新生,促进组织再生,是一类治疗缺血性疾病的新方法。但是,干细胞向靶向器官/组织归巢数量较少,限制其疗效。受"组织缺血后局部缺氧环境可以激活SDF-1/CXCR4通路,诱导干细胞归巢"现象的启发,项目组提出"应用低氧模拟剂形成局部低氧伪环境,使更多的干细胞向靶器官归巢,促进血管新生"的假说。本研究拟通过体外培养体系中应用低氧模拟剂,检测干细胞生物学特性变化;体内建立缺血模型,检测低氧模拟剂对移植干细胞归巢、增殖、分化以及组织血管新生的影响;从而明确低氧模拟剂治疗价值。进一步分析低氧模拟剂对SDF-1/CXCR4通路因子表达及活性影响,探讨可能的治疗机制。从而为提高细胞移植治疗缺血性疾病疗效提供新的思路。
Hypoxia mimetic agents;SDF-1/CXCR4;Homing of stem cells;Neovascularization;Ischemic disease
干细胞移植可以诱导血管新生,促进组织再生,是一类治疗缺血性疾病的新方法。但是,干细胞向靶向器官/组织归巢数量较少,限制其疗效。受“组织缺血后局部缺氧环境诱导干细胞归巢”现象的启发,项目组提出“应用低氧模拟剂形成局部低氧伪环境,使更多的干细胞向靶器官归巢,促进血管新生”的假说。 本项目体外发现应用低氧模拟剂CoCl2可以模拟的低氧环境中显著的上调了CD133+细胞的增殖、迁移和成管能力,并且HIF-1α,SDF-1和VEGF也明显高于正常氧环境;增强CD133+细胞促血管化的能力。进一步在体内缺血模型,发现低氧模拟剂去铁胺DFO促进骨髓来源的MSCs向随意皮瓣缺氧区域的迁移,加速MSCs在缺血组织中的分化,同时促进缺血组织血管化,提高皮瓣血管化。在下肢缺血模型中发现DFO的促进了EPCs向缺血患肢的迁移,改善了缺血患肢的血流灌以及下肢功能,上调促血管生成因子的分泌,促进缺血组织的血管化通过PI3K/AKT信号,CXCR4/SDF-1转导通路发挥作用。在上述基础上,已经注册申请DFO治疗缺血性疾病的临床试验研究。 上述的研究结果证实低氧模拟剂可以促进干细胞向缺氧区归巢,增强干细胞对缺血性疾病的治疗作用,为缺血性疾病的治疗提供一条新的治疗途径。