کاردیومیوسیت های مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی پیام رسانی غیر طبیعی TGFβ را در دیابت قندی نوع دو را نشان می دهند
تاریخ انتشار: شنبه 30 فروردین 1399
| امتیاز:
دیابت قندی یک مشکل متابولیک جدی همراه با مشکلات قلبی عروقی متعدد است. علاوه بر این، شیوع دیابت در جمعیت های نارسایی قلبی در مقایسه با جمعیت های کنترل بالاتر بوده است. با این حال، نقش تغییرات کاردیومیوسیتی در دیابت شیرین نوع دو(T2DM) به خوبی مشخص نشده است و مکانیسم های دخیل به صورت ناشناخته باقی مانده است. در این مطالعه، دو بیمار که مبتلا به T2DM تشخیص داده شده بودند فراخوانده شده و سلول های بنیادی پرتوان القایی مختص بیمار با استفاده از ویروس سندای غیر یکپارچه از سلول های اپی تلیالی ادراری تولید شدند. رده های iPSC مشتق از 5 فرد سالم نیز به عنوان کنترل انتخاب شدند. همه سلول های iPS با استفاده از یک پروتکل تمایزی مبتنی بر تک لایه به کاردیومیوسیت (iPSC-CM) تمایز یافتند. سلول های iPSCs-CM دیابت شیرین نوع دو، فنوتیپ های مختلف بیماری شامل هایپرتروفی سلولی و تجمع لیپیدی را نشان دادند. علاوه بر این، سلول های iPSCs-CM دیابت شیرین نوع دو در مقایسه با iPSC-CMs کنترل ، حساسیت پذیری بالاتری را به چالش گلوکز بالا/لیپید بالا نشان دادند که نشان دهنده افزایش در آپوپتوز بود. آنالیز توالی یابی RNA یک پروفایل ترانسکریپتومی افتراقی و فعالیت غیر طبیعی مسیر پیام رسانی TGFβ در iPSCs-CM دیابت شیرین نوع دو نشان دادند. ما قصد داشتیم نشان دهیم که مهار TGFβ به طور قابل توجهی فنوتیپ هایپرتروفیک iPSCs-CM دیابت شیرین نوع دو را نشان داد. در مجموع، ما نشان می دهیم که مدل iPSC-CM قادر به شبیه سازی فنوتیپ سلولی دیابت شیرین نوع دو است. نتایج ما نشان می دهد که iPSC-CMs می توانند به عنوان مدل مناسبی برای بررسی مکانیسم های مولکولی دخیل در کاردیومیوپاتی های دیابتی و غربالگری داروهای درمانی عمل کنند.
J Mol Cell Cardiol. 2020 Apr 3. pii: S0022-2828(20)30081-X. doi: 10.1016/j.yjmcc.2020.03.016. [Epub ahead of print]
Human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes reveal abnormal TGFβ signaling in type 2 diabetes mellitus.
Tang L1, Wang H1, Dai B2, Wang X1, Zhou D1, Shen J1, Guo F1, Wang J1, Zhou J1, Wang H3, Wu Q4, Yao H5, Gong T6, Su J1, Meng ZX7, Niu T8, Zhang L9, Liang P10.
Abstract
Diabetes mellitus is a serious metabolic condition associated with a multitude of cardiovascular complications. Moreover, the prevalence of diabetes in heart failure populations is higher than that in control populations. However, the role of cardiomyocyte alterations in type 2 diabetes mellitus (T2DM) has not been well characterized and the underlying mechanisms remain elusive. In this study, two patients who were diagnosed as T2DM were recruited and patient-specific induced pluripotent stem cells (iPSCs) were generated from urine epithelial cells using nonintegrated Sendai virus. The iPSC lines derived from five healthy subjects were used as controls. All iPSCs were differentiated into cardiomyocytes (iPSC-CMs) using the monolayer-based differentiation protocol. T2DM iPSC-CMs exhibited various disease phenotypes, including cellular hypertrophy and lipid accumulation. Moreover, T2DM iPSC-CMs exhibited higher susceptibility to high-glucose/high-lipid challenge than control iPSC-CMs, manifesting an increase in apoptosis. RNA-Sequencing analysis revealed a differential transcriptome profile and abnormal activation of TGFβ signaling pathway in T2DM iPSC-CMs. We went on to show that inhibition of TGFβ significantly rescued the hypertrophic phenotype in T2DM iPSC-CMs. In conclusion, we demonstrate that the iPSC-CM model is able to recapitulate cellular phenotype of T2DM. Our results indicate that iPSC-CMs can therefore serve as a suitable model for investigating molecular mechanisms underlying diabetic cardiomyopathies and for screening therapeutic drugs.
PMID: 32251671