Improving transport and storage of viable mesenchymal stem cells through investigations into their energy metabolism
通过研究能量代谢来改善存活间充质干细胞的运输和储存
基本信息
- 批准号:1848660
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Studentship
- 财政年份:2017
- 资助国家:英国
- 起止时间:2017 至 无数据
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Aims and Objectives - Study the pathways of bone marrow mesenchymal stem cell (BMMSC) energy metabolism, membrane transport and their modification by different environmental conditions during different stages of expansion and differentiation.-Design a suitable bioreactor and transportation buffer to maintain BMMSCs in a quiescent state prior to treatment.Context of Research and Potential Impact - BMMSCs have been investigated in over 400 clinical trials, primarily involving tissue repair or immune system disorders. More recently, a NEPTUNE study is investigating their use for attenuating the immune system response in kidney transplant patients.Despite the enormous therapeutic potential of BMMSCs, challenges remain in their preservation. Following isolation, BMMSCs are only viable for a short period of time, so they must be frozen in serum and cryoprotectant agents during transportation. They are difficult to remove and may cause adverse events in patients.At present, saline (with and without human serum albumin) has been investigated as alternative preservation media for BMMSCs at 4 degree C. This circumvents the need for cells to be defrosted prior to treating the patient. Saline has been shown to maintain cell viability, proliferation and differentiation potential for up to 18 hours. However, there is a need to preserve BMMSCs for up to 7 days so they can be transported internationally.Although metabolic studies have been undertaken in a range of different cell types, little work has been carried out on BMMSCs. In general, quiescent cells are thought to remain in a state of hypometabolism and produce a lower amount of reactive oxygen species (ROS), as observed in T lymphocytes, human dermal fibroblasts (HDFs) and embryonic stem cells. During stem cell differentiation, increases in glutamine metabolism and shifts from glycolysis to oxidative phosphorylation have also been observed, the latter due to the maturing of mitochondria.Osteoblasts exhibit higher levels of glutamine metabolism and have greater O2 requirements compared to undifferentiated BMMSCs. BMMSCs also rely on both aerobic glycolysis and oxidative phosphorylation for ATP production. Although some initial work has been carried out on BMMSC metabolism, studies on metabolic activity during proliferation and senescence are lacking. Studying changes in autophagy, transporter expression and ROS production will provide insight into the development of a suitable bioreactor and medium for BMMSC preservation and transportation at 4 degree C, thus eliminating the need to defrost these cells prior to their application.Novelty of Research Methodology - Prior to study on human BMMSCs, primary bovine BMMSCs will be harvested from calf legs and cultured for approximately 8 passages. For each passage, metabolic activity and stem cell marker expression will be conducted at normal oxygen levels (21%) and hypoxia (0, 1, 2 and 5% oxygen), since BMMSCs reside in hypoxic conditions in vivo. This will enable me to discover how BMMSCs behave when obtained straight from an in vivo environment and if any changes occurred during in vitro cell culture and differentiation.The real time polymerase chain reaction technique (RT-PCR) will be used to study expression of the glucose transporter 1, glucose transporter 3 and monocarboxylate transporter 4 (MCT-4) isoforms at different stages of the cell cycle in human BMMSCs. A range of electrodes, fluorescence based and radioactive assays will be employed to assess glucose uptake and consumption, total dissolved oxygen consumption, autophagy, glutamine metabolism and ROS production in primary bovine BMMSCs.Companies and Collaborators - The project is undertaken in collaboration with Oxford MEStar, a spin-out biotechnology company from the Institute of Biomedical Engineering (IBME) at Oxford University. They specialise in providing bioprocess engineering solutions to translational regenerative medicine and healthcare.
目的和目标 - 研究骨髓间充质干细胞 (BMMSC) 能量代谢、膜运输的途径及其在不同扩增和分化阶段不同环境条件下的修饰。 - 设计合适的生物反应器和运输缓冲液,以在治疗前维持 BMMSC 处于静止状态。 研究背景和潜在影响 - BMMSC 已在 400 多项临床试验中进行了研究,主要涉及 组织修复或免疫系统紊乱。最近,一项 NEPTUNE 研究正在研究它们在减弱肾移植患者免疫系统反应方面的用途。尽管 BMMSC 具有巨大的治疗潜力,但其保存方面仍然存在挑战。分离后,BMMSC 只能在短时间内存活,因此在运输过程中必须将其冷冻在血清和冷冻保护剂中。它们很难去除,并可能对患者造成不良事件。目前,盐水(含或不含人血清白蛋白)已被研究作为 4 摄氏度下 BMMSC 的替代保存介质。这避免了在治疗患者之前对细胞进行解冻的需要。生理盐水已被证明可以维持细胞活力、增殖和分化潜力长达 18 小时。然而,需要将 BMMSC 保存长达 7 天,以便它们可以进行国际运输。尽管已经在一系列不同的细胞类型中进行了代谢研究,但针对 BMMSC 开展的工作却很少。一般来说,正如在 T 淋巴细胞、人真皮成纤维细胞 (HDF) 和胚胎干细胞中观察到的那样,静止细胞被认为保持代谢低下状态,并产生较低量的活性氧 (ROS)。在干细胞分化过程中,还观察到谷氨酰胺代谢增加以及从糖酵解向氧化磷酸化的转变,后者是由于线粒体的成熟所致。与未分化的 BMMSC 相比,成骨细胞表现出更高水平的谷氨酰胺代谢,并且具有更高的 O2 需求。 BMMSC 还依赖有氧糖酵解和氧化磷酸化来产生 ATP。尽管已经对 BMMSC 代谢进行了一些初步工作,但缺乏对增殖和衰老过程中代谢活性的研究。研究自噬、转运蛋白表达和 ROS 产生的变化将为开发适合 BMMSC 在 4°C 保存和运输的生物反应器和培养基提供深入见解,从而消除在应用前解冻这些细胞的需要。研究方法的新颖性 - 在对人 BMMSC 进行研究之前,将从小腿中收获原代牛 BMMSC 并培养约 8 代。对于每次传代,代谢活动和干细胞标记物表达将在正常氧水平(21%)和缺氧(0、1、2和5%氧)下进行,因为 BMMSC 存在于体内缺氧条件下。这将使我能够发现直接从体内环境获得的 BMMSC 的行为方式,以及在体外细胞培养和分化过程中是否发生任何变化。实时聚合酶链反应技术 (RT-PCR) 将用于研究人类 BMMSC 细胞周期不同阶段的葡萄糖转运蛋白 1、葡萄糖转运蛋白 3 和单羧酸转运蛋白 4 (MCT-4) 同工型的表达。将采用一系列电极、荧光和放射性测定来评估原代牛 BMMSC 中的葡萄糖摄取和消耗、总溶解氧消耗、自噬、谷氨酰胺代谢和 ROS 产生。 公司和合作者 - 该项目是与牛津 MEStar 合作开展的,牛津 MEStar 是生物医学工程研究所 (IBME) 的衍生生物技术公司 在牛津大学。他们专注于为转化再生医学和医疗保健提供生物过程工程解决方案。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
吉治仁志 他: "トランスジェニックマウスによるTIMP-1の線維化促進機序"最新医学. 55. 1781-1787 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等:“转基因小鼠中 TIMP-1 的促纤维化机制”现代医学 55. 1781-1787 (2000)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
LiDAR Implementations for Autonomous Vehicle Applications
- DOI:
- 发表时间:
2021 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
吉治仁志 他: "イラスト医学&サイエンスシリーズ血管の分子医学"羊土社(渋谷正史編). 125 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等人:“血管医学与科学系列分子医学图解”Yodosha(涉谷正志编辑)125(2000)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Effect of manidipine hydrochloride,a calcium antagonist,on isoproterenol-induced left ventricular hypertrophy: "Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,K.,Teragaki,M.,Iwao,H.and Yoshikawa,J." Jpn Circ J. 62(1). 47-52 (1998)
钙拮抗剂盐酸马尼地平对异丙肾上腺素引起的左心室肥厚的影响:“Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('', 18)}}的其他基金
An implantable biosensor microsystem for real-time measurement of circulating biomarkers
用于实时测量循环生物标志物的植入式生物传感器微系统
- 批准号:
2901954 - 财政年份:2028
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
Exploiting the polysaccharide breakdown capacity of the human gut microbiome to develop environmentally sustainable dishwashing solutions
利用人类肠道微生物群的多糖分解能力来开发环境可持续的洗碗解决方案
- 批准号:
2896097 - 财政年份:2027
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
A Robot that Swims Through Granular Materials
可以在颗粒材料中游动的机器人
- 批准号:
2780268 - 财政年份:2027
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
Likelihood and impact of severe space weather events on the resilience of nuclear power and safeguards monitoring.
严重空间天气事件对核电和保障监督的恢复力的可能性和影响。
- 批准号:
2908918 - 财政年份:2027
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
Proton, alpha and gamma irradiation assisted stress corrosion cracking: understanding the fuel-stainless steel interface
质子、α 和 γ 辐照辅助应力腐蚀开裂:了解燃料-不锈钢界面
- 批准号:
2908693 - 财政年份:2027
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
Field Assisted Sintering of Nuclear Fuel Simulants
核燃料模拟物的现场辅助烧结
- 批准号:
2908917 - 财政年份:2027
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
Assessment of new fatigue capable titanium alloys for aerospace applications
评估用于航空航天应用的新型抗疲劳钛合金
- 批准号:
2879438 - 财政年份:2027
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
Developing a 3D printed skin model using a Dextran - Collagen hydrogel to analyse the cellular and epigenetic effects of interleukin-17 inhibitors in
使用右旋糖酐-胶原蛋白水凝胶开发 3D 打印皮肤模型,以分析白细胞介素 17 抑制剂的细胞和表观遗传效应
- 批准号:
2890513 - 财政年份:2027
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
Understanding the interplay between the gut microbiome, behavior and urbanisation in wild birds
了解野生鸟类肠道微生物组、行为和城市化之间的相互作用
- 批准号:
2876993 - 财政年份:2027
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
相似国自然基金
基于MFSD2A调控血迷路屏障跨细胞囊泡转运机制的噪声性听力损失防治研究
- 批准号:82371144
- 批准年份:2023
- 资助金额:49.00 万元
- 项目类别:面上项目
Toward a general theory of intermittent aeolian and fluvial nonsuspended sediment transport
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:55 万元
- 项目类别:
BNIP-2调控E-cadherin细胞内分选运输的机制研究
- 批准号:32100540
- 批准年份:2021
- 资助金额:20.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
磷脂分子参与植物细胞器互作及自噬的调控机制
- 批准号:91954206
- 批准年份:2019
- 资助金额:301.0 万元
- 项目类别:重大研究计划
IRE1α-XBP1在脂肪细胞和肝细胞间跨细胞信号传导机制研究
- 批准号:31900564
- 批准年份:2019
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
活细胞高分辨率成像解析clathrin介导的内吞囊泡形成早期内体的分子机制
- 批准号:31970659
- 批准年份:2019
- 资助金额:62.0 万元
- 项目类别:面上项目
膜蛋白TMED10调节非经典分泌分子机制的研究
- 批准号:31872832
- 批准年份:2018
- 资助金额:59.0 万元
- 项目类别:面上项目
TBC1d23调节细胞器互作及突变引起脑桥小脑发育不全的机制研究
- 批准号:91854121
- 批准年份:2018
- 资助金额:89.0 万元
- 项目类别:重大研究计划
细胞分泌的调控及相关肠炎的机理研究
- 批准号:31871429
- 批准年份:2018
- 资助金额:59.0 万元
- 项目类别:面上项目
NRT1.1磷酸化修饰调控植物侧根发育的分子细胞学机制研究
- 批准号:31871424
- 批准年份:2018
- 资助金额:59.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Project GANESHA - Getting power Access to rural-Nepal through thermally cooled battery Energy storage for transport and Home Applications
GANESHA 项目 - 通过热冷却电池为尼泊尔农村地区提供电力 用于运输和家庭应用的储能
- 批准号:
10085992 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Collaborative R&D
CAREER: Nonequilibrium effects in thermochemical energy storage: linking microstructure to thermal transport
职业:热化学储能中的非平衡效应:将微观结构与热传输联系起来
- 批准号:
2238705 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Continuing Grant
Lysosomal quality control through lipid remodeling
通过脂质重塑进行溶酶体质量控制
- 批准号:
10711028 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Development of high-density heat transport system using air-flow transportation of fine particles encapsulating chemical heat storage material
利用气流输送封装化学蓄热材料的细颗粒开发高密度热输送系统
- 批准号:
22K05003 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Safe Transport and Storage of Pressure Liquefied Hazardous Materials
压力液化危险物质的安全运输和储存
- 批准号:
RGPIN-2020-03902 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Mechanism of a novel approach for platelet cold storage
血小板冷藏新方法的机制
- 批准号:
10494385 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Structural and functional investigations of two lysosomal transporters implicated in developmental disorders
与发育障碍有关的两种溶酶体转运蛋白的结构和功能研究
- 批准号:
10703221 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Mechanism of a novel approach for platelet cold storage
血小板冷藏新方法的机制
- 批准号:
10682608 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Hydrogen Storage and TRansport using Ammonia - HYSTRAM
使用氨储存和运输氢气 - HYSTRAM
- 批准号:
10039717 - 财政年份:2022
- 资助金额:
-- - 项目类别:
EU-Funded