组织引导性生物材料激活干细胞调控心脏瓣膜再生机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31330029
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    275.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1002.生物材料与生物效应
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Tissue regeneration is the focus of biomedical research in 21 century. Guided tissue regenerative biomaterials are playing a key role in tissue regeneration and repair. Early study has confirmed that PEG-decellularized valve material has outstanding biomechanical properties, and it would be essential in regulating heart valve regeneration to enhance the property of guiding tissue regeneration and thus obtain cellular constituent and ECM structure that similar to natural valves. In this project, PEG-decellularized valve material will be modified with PEG gels, combining with stem cells and SELEX technology, with which we expect to achieve objects as follows. 1) Guided tissue regenerative materials capable of inducing heart valves regeneration are fabricated by modifying PEG-decelluarized valve materials with double layer PEG gels encapsulating VEGF and BMDCs/TGF-β2. 2) BMDCs could be recruited from blood by aptamers covalently bonded to the PEG gel layers, and then differentiate into endothelial cells by VEGF released from gels; while BMDCs in BMDCs/TGF-β2 PEG gel layer would differentiate into interstitial cells. In this way, the materials could be recellularized and thus provide the foundation of manufacturing a novel substitute of heart valve.3) On this basis we are supposed to clarify the mechanism that how guided regenerative biomaterials recruit and induce BMDCs differentiation and regulate the regeneration of heart valves.
组织再生是21世纪生物医学领域研究的热点,组织引导性生物材料是诱导组织再生和修复的重要载体。课题组前期研究已制备具有独立自主知识产权及良好生物力学性能的PEG-去细胞瓣生物材料。如何进一步赋予其引导组织再生活性,获得类似天然瓣膜的细胞成分和基质结构,是调控心脏瓣膜再生的关键。本项目以PEG-去细胞瓣生物材料为基础,结合SELEX、水凝胶及干细胞技术,旨在实现:1)制备双层PEG水凝胶,分别封装VEGF和BMDCs/TGF-β2,键合PEG-去细胞瓣,获得诱导心脏瓣膜再生的组织引导性生物材料;2)VEGF水凝胶层共价键合适配子,特异性招募诱导循环血BMDCs向内皮细胞分化,同时BMDCs/TGF-β2水凝胶层促进BMDCs向瓣膜间质细胞分化,实现生物材料分层定向再细胞化;3)阐明组织引导性生物材料-BMDCs招募、粘附、分化-心脏瓣膜再生的调控机制,为新型心脏瓣膜替代物研制提供理论依据。

结项摘要

组织再生是21世纪生物医学领域研究的热点,组织引导性生物材料是诱导组织再生和修复的重要载体。本项目利用连续蛋白溶解方法制备了低免疫原性去细胞瓣,SELEX技术筛选出可特异性结合骨髓间充质干细胞(BMSCs)的核酸适配子,通过优化官能团和反应条件获得了最佳基质金属蛋白酶(MMP)敏感型聚乙二醇(PEG)水凝胶,制备了负载基质细胞衍生因子(SDF)-1酶敏感型PEG水凝胶-去细胞瓣与特异性结合CD133适配子-去细胞瓣两种支架,构建了体内诱导心脏瓣膜再生的组织引导性生物材料。负载SDF-1酶敏感型水凝胶-去细胞瓣复合支架能促进BMSCs黏附、增殖和分化,实现支架材料间质细胞化和细胞外基质重塑;特异性结合CD133适配子-去细胞瓣能特异性招募内皮祖细胞,实现支架材料内皮化。初步揭示了负载SDF-1酶敏感型水凝胶-去细胞瓣招募BMSCs,促进后者在材料表面黏附并分化为瓣膜间质细胞,且抑制外周血单个核细胞黏附,促进M2型巨噬细胞浸润,有助调控去细胞瓣再细胞化与细胞外基质重塑。本项目以良好力学性能的PEG-去细胞瓣材料为基础,综合运用SELEX、水凝胶及干细胞技术,制备了具有独立自主知识产权的组织引导性生物材料,特异性招募循环血干细胞,获得类似天然瓣膜的细胞成分和细胞外基质,为新型心脏瓣膜替代物研制提供了理论依据。

项目成果

期刊论文数量(37)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(13)
Development of Decellularized Aortic Valvular Conduit Coated by Heparin-SDF-1α Multilayer
肝素-SDF-1α多层涂层的脱细胞主动脉瓣膜导管的开发。
  • DOI:
    10.1016/j.athoracsur.2014.09.001
  • 发表时间:
    2015-02-01
  • 期刊:
    ANNALS OF THORACIC SURGERY
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Zhou, Jingxin;Ye, Xiaofeng;Zhao, Qiang
  • 通讯作者:
    Zhao, Qiang
New Nano-Film Single-Rivet Patent Ductus Arteriosus Occluders: A Prospective, Randomized and Double-blind Study
新型纳米薄膜单铆钉专利动脉导管封堵器:一项前瞻性、随机和双盲研究
  • DOI:
    10.1007/s11596-018-1850-0
  • 发表时间:
    2018-02
  • 期刊:
    CURRENT MEDICAL SCIENCE
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Shang Xiao-ke;Liu Mei;Li Hong-jun;Lu Rong;Ding Shan-shan;Wang Bin;Dong Nian-guo;Chen Shu
  • 通讯作者:
    Chen Shu
Limited prognostic value of myocardial viability assessment in patients with coronary artery diseases and severe left ventricular dysfunction.
心肌活力评估对冠状动脉疾病和严重左心室功能不全患者的预后价值有限
  • DOI:
    10.21037/jtd.2018.04.03
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    J Thorac Dis.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    LIU Yihua;JIANG Yefan;YANG Xiaoxi;GENG Bingchuan;LIU Yi;SHANG Xiaoke;LIU Jinping;LAN Xiaoli;DONG Nianguo
  • 通讯作者:
    DONG Nianguo
Matricellular protein CCN3 mitigates abdominal aortic aneurysm
基质细胞蛋白 CCN3 可减轻腹主动脉瘤。
  • DOI:
    10.1172/jci82337
  • 发表时间:
    2016-04-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF CLINICAL INVESTIGATION
  • 影响因子:
    15.9
  • 作者:
    Zhang, Chao;van der Voort, Dustin;Lin, Zhiyong
  • 通讯作者:
    Lin, Zhiyong
Surface biofunctionalization of the decellularized porcine aortic valve with VEGF-loaded nanoparticles for accelerating endothelialization
负载 VEGF 的纳米粒子对脱细胞猪主动脉瓣进行表面生物功能化,以加速内皮化
  • DOI:
    10.1016/j.msec.2018.12.079
  • 发表时间:
    2019-04-01
  • 期刊:
    MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING C-MATERIALS FOR BIOLOGICAL APPLICATIONS
  • 影响因子:
    7.9
  • 作者:
    Zhou, Jianliang;Ding, Jingli;Dong, Nianguo
  • 通讯作者:
    Dong, Nianguo

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其他文献

Amplex Red荧光法检测组织工程瓣膜赖氨酰氧化酶活性
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  • 作者:
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    --
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    董念国
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邓诚;胡行健;史嘉玮;董念国
  • 通讯作者:
    董念国

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免疫调节性生物材料诱导心脏瓣膜原位再生的机制研究
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枝化状PEG修饰去细胞瓣构建组织工程心脏瓣膜支架机制研究
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生物信号调控天然支架组织工程瓣膜力学强度
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相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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