MSCs-Exo传递内皮细胞相关miR-126在糖尿病性ED治疗中的作用及机制

20220125

卫生和社会工作

本研究旨在探讨MSCs-Exo在糖尿病性ED病理生理过程中可能发挥的作用及潜在机制。项目研究中发现，高糖刺激下小鼠骨髓来源的MSCs-Exo分泌量和外泌体中内皮细胞相关miR-126表达明显增加，且变化具有浓度依赖特征，说明MSCs-Exo可能通过miR-126具有潜在的改善内皮细胞功能障碍的作用；并且利用RNA-seq的方法，发现高糖刺激前后脂肪干细胞来源的MSCs-Exo中存在一系列信号通路、细胞因子和转录因子的表达变化，其中TGFb信号通路可能在外泌体介导的血管内皮增殖和分化中发挥着重要作用；同时，我们利用人脐静脉内皮细胞建立糖尿病性内皮细胞功能障碍模型，发现miR-20b/TXNIP通路可能在糖尿病性ED发生时发挥重要调节作用，且中药单体ICA Ⅱ可能通过上述通路具有改善糖尿病性内皮细胞功能的作用。本研究中关键技术为外泌体提取及鉴定方法，得到相对纯度较高和杂质较少的外泌体，是完成后续研究中实验的必要前提条件。研究实施过程中，来自小鼠骨髓原代细胞获得的MSCs-Exo不理想，通过不断优化和改进MSCs-Exo的提取和鉴定方法，我们成功获得相对纯度较高和杂质较少的人脂肪干细胞来源的MSCs-Exo。本研究工作有望发现糖尿病性ED病理生理过程中潜在的重要调节因子，为阐明糖尿病性ED病理机制、发现药物作用新靶点及研发有效治疗药物提供理论基础。MSCs-Exo中特异性表达的分子有望作为临床疾病诊断的标志物，MSCs-Exo有望作为药物输送的载体，用于糖尿病性ED疾病的治疗。本研究目前为探索性实验研究，研究结果尚未达到转化阶段。

本研究目前为探索性实验研究，研究结果尚未达到转化阶段。未来科技成果转化的合作需求包含以下方面：双方本着友好合作、互惠互利、优势互补、共同发展的原则：1）资金配置方面，合作方应具有独立企业法人资格，具备实施项目的良好条件和研发能力，在项目研发、试验、产品化、产业化等各个阶段有稳定的资金支持和来源，企业信誉良好无不良失信记录；2）场地配置方面，前期项目研发和试验阶段，合作方应具有100平米以上场地作人员办公、研发和试验场所，动物试验阶段，应具备单独或合作的实验动物场所，相关条件应达到实验动物管理规定的要求，满足开展动物实验的资质，后期产品化阶段所生产的制品要用于人体临床试验，产品制备场所和生产过程都要严格遵守药品生产质量管理规范并达到质量标准要求；3）设备配置方面，应具备可完成基本分子生物学及细胞生物学试验的设备及仪器，如PCR仪、生物安全柜、细胞培养箱、液氮箱、显微镜、荧光显微镜、离心机、分光光度仪、分析天平等；4）人员配置方面，产品研发及试验阶段，相关人员应具有专业背景，具有一定的专业理论知识，掌握分子生物学及细胞生物学的常用理论和技术，可开展分子生物学实验，用于探讨间及验证MSCs-Exo在糖尿病性ED病理生理过程中可能发挥的作用及潜在机制，产品化阶段应具有掌握生产技术工艺和质量体系的专业服务团队，有临床领域的资深专家及市场推广及销售人员参与。

可国（境）内外转让

本研究目前为探索性实验研究，研究结果尚未达到转化阶段。未来科技成果转化的预期效益体现在以下方面：1）在40-70岁男性中，ED患病率为52.0%，其中轻、中、重度ED患病率分别为17.2%、25.2%、9.6%。ED是男性最常见性功能障碍之一，且随着年龄的增加有增加的趋势，严重影响夫妻生活质量和家庭和谐。预计2025年全球ED患者可达三亿人，生殖健康问题将成为危害人类健康的重大研究课题。ED发病原因分为心理性和器质性，50%的ED患者有神经、血管、内分泌系统的器质性病变，这些病理变化与糖尿病、高血压、动脉硬化、代谢综合症、迟发性性腺功能障碍、前列腺增生密切相关。糖尿病患者ED的患病率为35%-70%，是非糖尿病患者的3倍。糖尿病性ED是男性糖尿病患者常见的慢性并发症。2）外泌体是指由细胞分泌的直径30–150 nm的脂质包裹体结构，表面主要表达CD63、CD9、CD81和HSP70等分子标记，是细胞间通讯的重要介质，参与细胞间信息交流等各种生理过程。外泌体可通过其携带的miRNAs、蛋白质、mRNA、脂类等来调节受体细胞的生物学活性，从而参与疾病发生发展过程中的多种生理过程。3）本项目研究实施过程中，来自小鼠骨髓原代细胞获得的MSCs-Exo不理想，通过不断优化和改进MSCs-Exo的提取和鉴定方法，我们成功获得相对纯度较高和杂质较少的人脂肪干细胞来源的MSCs-Exo。4）本研究工作有望发现糖尿病性ED病理生理过程中潜在的重要调节因子，为阐明糖尿病性ED病理机制、发现药物作用新靶点及研发有效治疗药物提供理论基础。MSCs-Exo中特异性表达的分子有望作为临床疾病诊断的标志物，MSCs-Exo有望作为药物输送的载体，用于糖尿病性ED疾病的治疗。

北京市自然科学基金青年项目

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

科技成果来源：北京市自然科学基金青年项目《MSCs-Exo传递内皮细胞相关miR-126在糖尿病性ED治疗中的作用及机制》。 技术原理：本项目研究中发现，高糖刺激下小鼠骨髓来源的MSCs-Exo分泌量和外泌体中内皮细胞相关miR-126表达明显增加，且变化具有浓度依赖特征，说明MSCs-Exo可能通过miR-126具有潜在的改善内皮细胞功能障碍的作用；并且利用RNA-seq的方法，发现高糖刺激前后脂肪干细胞来源的MSCs-Exo中存在一系列信号通路、细胞因子和转录因子的表达变化，其中TGFb信号通路可能在外泌体介导的血管内皮增殖和分化中发挥着重要作用；同时，我们利用人脐静脉内皮细胞建立糖尿病性内皮细胞功能障碍模型，发现miR-20b/TXNIP通路可能在糖尿病性ED发生时发挥重要调节作用，且中药单体ICA Ⅱ可能通过上述通路具有改善糖尿病性内皮细胞功能的作用。 关键性技术指标：本研究中关键技术为外泌体提取及鉴定方法，得到相对纯度较高和杂质较少的外泌体，是完成后续研究及将来转化应用的必要前提条件。本项目实施过程中，通过不断优化和改进MSCs-Exo的提取和鉴定方法，我们成功获得相对纯度较高和杂质较少的人脂肪干细胞来源的MSCs-Exo。 应用前景：本研究工作有望发现糖尿病性ED病理生理过程中潜在的重要调节因子，为阐明糖尿病性ED病理机制、发现药物作用新靶点及研发有效治疗药物提供理论基础。MSCs-Exo中特异性表达的分子有望作为临床疾病诊断的标志物，MSCs-Exo有望作为药物输送的载体，用于糖尿病性ED疾病的治疗。