Mechanisms of Impaired Coronary Collateral Growth

NIH RePORTER · NIH · R01 · $390,000 · view on reporter.nih.gov ↗

Abstract

Coronary  heart  diseases  (CHD)  are  the  leading  cause  of  mortality  and  morbidity  in  the  United  States.  Interestingly,  one-­third  of  patients  with  CHD  do  not  develop  cardiac  infarction  even  though  they  had  coronary  artery  occlusion  because  the  developed  collateral  artery  bypassed  the  stenosis.  Thus,  stimulation  of  coronary  vascular  growth  would  offer  a  prophylactic  treatment  that  could  reduce  the  incidence  of  sudden  death  and  myocardial  infarction.    In  the  recent  past,  we  successfully  developed  a  strategy  to  reprogram  cells  into  a  progenitor-­like  state  (avoiding  complications  of  pluripotency,  e.g.,  teratoma  formation)  and  have  found  that  induced  vascular  progenitor  cells  (iVPCs),  reprogrammed  from  endothelial  cells,  greatly  enhanced  coronary  collateral  growth  in  normal  lean  rats.  However,  iVPCs  failed  to  induce  coronary  collateral  growth  in  a  rat  model  of  the  metabolic  syndrome,  Zucker  Obese  Fatty  (ZOF)  rats,  characterized  by  obesity,  insulin  resistance,  mild  hypertension,  and  impaired  coronary  collateral  growth.  To  delineate  the  mechanisms  of  why  iVPCs  were  so  effective  in  stimulating  coronary  collateral growth in lean rats, but not obese fatty rats, we initiated studies to understand  molecular  mechanisms  that  underscore  these  differences  and  to  understand  the  impact  of  the  milieu  occurring  in  a  model  of  metabolic  syndrome.  We  will  also  develop  a  progenitor  cells  more  resistant  to  oxidative  stress  from  vascular  smooth  muscle  (smVPCs)  and  study  if  smVPCs  augment  collateral  growth  in  the  ZOF  rats  and  why  smVPCs  produce  a  better  response  under  same  conditions.    Understanding  these  “whys”  may  overcome  the  present  impasse  in  realizing  the  potential  of  therapeutic  angiogenesis.  We  also  developed  a  murine  model  of  coronary  collateral  growth  which  enable we use the inducible transgenic and knockout mice to study the important genes  temporally. These sounds exploring, but we will use GDF11 and miR21 as two examples  to study the key target genes/ signaling to stimulate coronary collateral growth.

Key facts

NIH application ID
9852371
Project number
5R01HL137008-03
Recipient
NORTHEAST OHIO MEDICAL UNIVERSITY
Principal Investigator
Liya Yin
Activity code
R01
Funding institute
NIH
Fiscal year
2020
Award amount
$390,000
Award type
5
Project period
2018-02-01 → 2022-01-31