靶向调控Notch通路的 Cell Sheet 联合PTH促进异体骨修复骨缺损的作用及机制研究

批准号:
81572116
项目类别:
面上项目
资助金额:
57.0 万元
负责人:
朱振安
依托单位:
学科分类:
H0604.骨、关节、软组织损伤与修复
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
董玉峰、干耀恺、于德刚、龙腾、田波、王文刚、吴传龙、徐辰
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中文摘要
骨缺损修复是骨科面临的十分棘手的挑战。若能根据骨修复的需求,调控骨髓间充质干细胞(BMSCs)的增殖、定向分化及骨缺损周围血管的形成,即可促进骨缺损的修复、愈合。我们前期研究证明,Notch通路可以调控BMSCs的增殖与分化, Cell Sheet作为组织工程骨膜可以促进结构性异体骨修复骨缺损。近期报道,甲状旁腺素(PTH)不仅可以促进骨折愈合,而且可以促进骨活跃区的血管生成,但其调控机制尚不明确。因此,我们拟在体外靶向Notch配体Jagged1激活BMSCs Notch通路,获取稳定扩增、维持分化潜能的BMSCs,培养成Cell Sheet, 探讨靶向激活Notch通路的Cell Sheet作为组织工程骨膜联合PTH促进异体骨修复骨缺损的作用及分子机制。同时,通过体内、体外实验,明确和归纳PTH调控骨重建过程中血管形成与分布的机制。本课题为骨缺损修复的研究及治疗提供了崭新的思路和方法。
英文摘要
Critical sized bone defects is still a major challenge in the field of orthopaedic surgery. Theoretically,if the chondrogenic, osteogenic and angiogenesis property of bone-marrow derived stromal cells (BMSCs) could be enhanced in the bone remodeling, bone defect healing during skeletal repair can be promoted. In our previous study, we illustrate the ability of BMSCs sheets to act as an engineered periosteum that promotes bone callus formation during allograft healing and integration in a preclinical mouse model of critical sized femoral allograft. Additionally, it is reported that intermittent PTH could increase not only the bone mass but also small vessels in the sites of new bone formation, but the biology mechanisms by which PTH induced angiogenesis remain unclear. Therefore,our study try to determine whether transient Jagged1-mediated NOTCH signaling could promote human BMSCs (hBMSCs) maintenance and expansion in vivo, while preserving their skeletogenic differentiation capacity, and explore the effect of allografts wrapped with NOTCH-mediated hBMSCs Sheet combined with PTH on the allograft healing. Specially, both vitro and vivo experiments will be conducted to clarify the molecular and signaling mechanism underlying the role of PTH on angiogenesis in the process of bone healing. The accomplishment of our study will provide a favorable approach and insight for the treatment of massive allograft healing.
外伤、感染、肿瘤切除或先天性疾病等原因造成的大段骨缺损的治疗一直是骨科的难题和研究热点。根据骨修复的需求,如若可以供同自体骨一样包含的干细胞、生长因子和小血管的微环境, 即可促进骨缺损的修复、愈合。我们前期研究证明,Notch通路可以调控BMSCs的增殖与分化,Cell Sheet作为组织工程骨膜可以促进结构性异体骨修复骨缺损。近期报道,甲状旁腺素(PTH)不仅可以促进骨折愈合,而且可以促进骨活跃区的血管生成,但其调控机制尚不明确。针对对于BMSCs细胞体外培养过程中极易失去其多向分化的能力的问题,本课题我们首先在体外靶向Notch配体Jagged1激活BMSCs Notch通路,获取稳定扩增、维持分化潜能的BMSCs,此方法可以快速获取稳定扩增并维持BMSCs成软骨和成骨分化潜能,解决了干细胞临床应用的一个关键问题。然后,利用此方法将干细胞培养成Cell Sheet。研究证实在体外培养激活BMSCs Notch通路可以短时间获取大量的BMSCs,并维持BMSC的分化潜能。体内研究发现靶向激活BMSCs Notch通路形成的Cell Sheet作为组织工程骨膜可以有效的促进异体骨修复骨缺损。另一方面,Cell Sheet技术联合PTH可以促进异体骨修复大段骨缺损。通过体外实验证实PTH对破骨细胞分化无直接的作用,但在体内可以有效调控骨重建过程中破骨细胞的活化,从而促进骨改建过程。课题最后证实PTH在体内可以促进骨修复过程中血管的形成。本课题为骨缺损修复的研究及治疗提供了崭新的思路和方法。但是,作为制备Cell Sheet的干细胞,其来源非常复杂,制备工艺及控制指标都不尽相同,很难实现标准化。部分从事干细胞治疗的机构,并不具备国家规定的卫生主管部门批准的资质,擅自开展干细胞移植技术。因此,Cell Sheet技术应用于临床实践依然有很长的路要走。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Titanium particle‑mediated osteoclastogenesis may be attenuated via bidirectional ephrin‑B2/eph‑B4 signaling in vitro.
钛颗粒介导的破骨细胞生成可能通过体外双向肝配蛋白 B2/eph B4 信号减弱
DOI:10.3892/ijmm.2018.3780
发表时间:2018-10
期刊:International journal of molecular medicine
影响因子:5.4
作者:Ge YW;Liu ZQ;Sun ZY;Yu DG;Feng K;Zhu ZA;Mao YQ
通讯作者:Mao YQ
Fabrication of silver nanoparticle-doped hydroxyapatite coatings with oriented block arrays for enhancing bactericidal effect and osteoinductivity
制备银纳米粒子掺杂羟基磷灰石定向块阵列涂层以增强杀菌效果和骨诱导性
DOI:10.1016/j.jmbbm.2016.04.002
发表时间:2016
期刊:Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials
影响因子:3.9
作者:Tian Bo;Chen Wei;Yu Degang;Lei Yong;Ke Qinfei;Guo Yaping;Zhu Zhenan
通讯作者:Zhu Zhenan
Ursolic acid loaded-mesoporous bioglass/chitosan porous scaffolds as drug delivery system for bone regeneration
负载熊果酸的介孔生物玻璃/壳聚糖多孔支架作为骨再生的药物递送系统
DOI:10.1016/j.nano.2018.10.010
发表时间:2019-06-01
期刊:NANOMEDICINE-NANOTECHNOLOGY BIOLOGY AND MEDICINE
影响因子:5.4
作者:Ge, Yu-Wei;Lu, Jia-Wei;Zhu, Zhen-An
通讯作者:Zhu, Zhen-An
Quercetin inhibits macrophage polarization through the p-38α/β signaling pathway and regulate OPG/RANKL balance in a mouse skull model
槲皮素通过 p-38α/β 信号通路抑制巨噬细胞极化并调节小鼠颅骨模型中的 OPG/RANKL 平衡
DOI:--
发表时间:--
期刊:Journal of Cellular and Molecular Medicine
影响因子:5.3
作者:Yu-Wei Ge;Kai Feng;Xiao-Liang Liu;Zhen-An Zhu;Hong-Fang Chen;Yong-Yun Chang;Zhen-Yu Sun;Hao-Wei Wang;Jing-Wei Zhang;De-Gang Yu;Yuan-Qing Mao
通讯作者:Yuan-Qing Mao
OPG/RANKL/RANK系统在关节软骨细胞分化阻滞解除及骨性关节炎发病中的作用
- 批准号:30973038
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:32.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:朱振安
- 依托单位:
特异性阻断CN/NFAT信号通路对磨损颗粒诱导假体周围骨溶解影响的实验研究
- 批准号:30772184
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:29.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:朱振安
- 依托单位:
骨保素/骨保素配体系统在聚乙烯颗粒诱导假体周围骨溶解中作用的研究
- 批准号:30371437
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2003
- 负责人:朱振安
- 依托单位:
张应力对皮质骨骨痂生成和改建影响的实验研究
- 批准号:39370682
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:5.0万元
- 批准年份:1993
- 负责人:朱振安
- 依托单位:
接骨板固定对骨胶原纤维三维形态和骨强度影响的研究
- 批准号:39100118
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:4.0万元
- 批准年份:1991
- 负责人:朱振安
- 依托单位:
国内基金
海外基金
