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浙江大学余红团队揭示“明星分子”GDF11在心血管病治疗中的新作用

发布时间:2020-09-18 09:45     文章来源:未知     作者:百替生物

  近日,浙江大学医学院附属第二医院余红教授带领的研究团队分别在《干细胞转化医学》和《细胞分子医学》杂志上先后发表了两篇关于 生长分化因子11(GDF11)促进间充质干细胞在心血管疾病中的治疗作用”的文章。

       这两篇文章分别阐述了明星分子GDF11(growth differentiation factor 11)在不同来源(骨髓和心脏)的间充质干细胞中的作用。他们发现GDF11具有增强干细胞活性、促进细胞分泌生长因子、提高分化效率等功能,明确了GDF11在促进血管生成,治疗缺血性疾病中的作用。

       2014年美国《科学》杂志评选出2014年10大科学突破,其中年轻小鼠的血液可以让年老小鼠“返老还童”位列其中。研究人员证明,来自年轻小鼠的血液能够让年老小鼠的肌肉和大脑“返老还童”,原因在于年轻小鼠血液中有较高量的GDF11。借此“逆转衰老”神奇功效,GDF11成为“明星分子”。GDF11最早于1999年从小鼠切齿牙髓中通过逆转录酶链式反应扩增后被发现。作为 TGF-β超家族的成员之一, GDF11已被证实对机体和细胞的发育生长、分化发展和生理及疾病等多方面都有影响。但是近几年关于GDF11在心脏和逆转衰老中的作用存在质疑,引发争议不断。

       干细胞治疗心血管疾病是具有广泛应用价值的新手段。其中应用间充质干细胞(MSCs)治疗缺血性疾病促进血管生成已被大量开展临床试验。但是,移植细胞存留率低限制了其治疗疗效,成为治疗瓶颈。

       余红团队针对这些难题,提出了用GDF11改善干细胞移植疗效的设想。在题为《GDF11通过YME1L介导的OPA1合成过程增强间充质干细胞对心肌梗死的治疗效果》的文章中,他们分别在体内心肌梗死小鼠模型及体外缺氧缺血清模拟心梗微环境,证实了GDF11可增强心脏来源的MSCs在缺氧缺血清环境下的线粒体功能和抗凋亡能力,提高MSCs旁分泌作用。在机制研究上,结果显示GDF11可通过激活TGFβ-R/Smad2/3/YME1L/OPA1信号通路增强MSCs在缺氧应激条件下的抗凋亡能力。该文章在《干细胞转化医学》杂志上发表。

       另一在《细胞分子医学杂志》上发表的题为 “GDF11促进MSC向内皮细胞分化而增强血管生成” 的文章中,余红团队发现:高表达GDF11的间充质干细胞具有更高的驻留率和更强的MSC分化成为内皮样细胞的能力,能更好的促进血管生成。这与GDF11激活ERK/EIF4E通路有关。相关研究对于探讨干细胞分化和命运转归,提高干细胞治疗效率提供了新思路和新靶点。对干细胞在心血管领域的应用具有推动作用。余红教授团队所在的浙二医院心血管重点实验室已开展干细胞治疗心血管病相关研究10余年,有丰硕的研究成果。

参考文献:
[1] Zhao Y, JY Zhu,N Zhang, Q Liu, YC Wang, XY Hu, JH Chen, W Zhu, H Yu*. GDF11 enhancestherapeutic efficacy of mesenchymal stem cells for myocardial infarction viaYME1L-mediated OPA1 processing. StemCells Translational Medicine. 2020;1–15.
[2] Zhang C, LinYN, Q Liu, He JH, PP Xiang, DL Wang, XY Hu, JH Chen,W Zhu, H Yu* Growthdifferentiation factor 11 promotes differentiation of MSCs intoendothelial-like cells for angiogenesis.Journal of Cellular and Molecular Medicine. 2020;24(15):8703-8717.

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