Exosomal microRNA-21-5p Mediates Mesenchymal Stem Cell Paracrine Effects on Human Cardiac Tissue Contractility
Notice bibliographique
Résumé
RATIONALE: The promising clinical benefits of delivering human mesenchymal stem cells (hMSCs) for treating heart disease warrant a better understanding of underlying mechanisms of action. hMSC exosomes increase myocardial contractility; however, the exosomal cargo responsible for these effects remains unresolved. OBJECTIVE: This study aims to identify lead cardioactive hMSC exosomal microRNAs to provide a mechanistic basis for optimizing future stem cell-based cardiotherapies. METHODS AND RESULTS: Integrating systems biology and human engineered cardiac tissue (hECT) technologies, partial least squares regression analysis of exosomal microRNA profiling data predicted microRNA-21-5p (miR-21-5p) levels positively correlate with contractile force and calcium handling gene expression responses in hECTs treated with conditioned media from multiple cell types. Furthermore, miR-21-5p levels were significantly elevated in hECTs treated with the exosome-enriched fraction of the hMSC secretome (hMSC-exo) versus untreated controls. This motivated experimentally testing the human-specific role of miR-21-5p in hMSC-exo-mediated increases of cardiac tissue contractility. Treating hECTs with miR-21-5p alone was sufficient to recapitulate effects observed with hMSC-exo on hECT developed force and expression of associated calcium handling genes (eg, SERCA2a and L-type calcium channel). Conversely, knockdown of miR-21-5p in hMSCs significantly diminished exosomal procontractile and associated calcium handling gene expression effects on hECTs. Western blots supported miR-21-5p effects on calcium handling gene expression at the protein level, corresponding to significantly increased calcium transient amplitude and decreased decay time constant in comparison to miR-scramble control. Mechanistically, cotreating with miR-21-5p and LY294002, a PI3K inhibitor, suppressed these effects. Finally, mathematical simulations predicted the translational capacity for miR-21-5p treatment to restore calcium handling in mature ischemic adult human cardiomyocytes. CONCLUSIONS: miR-21-5p plays a key role in hMSC-exo-mediated effects on cardiac contractility and calcium handling, likely via PI3K signaling. These findings may open new avenues of research to harness the role of miR-21-5p in optimizing future stem cell-based cardiotherapies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».