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基于miR-100-5p/mTOR信号通路探讨hUCMSCs来源外泌体对牙髓损伤修复的作用及机制

批准号:
82060200
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
34.0 万元
负责人:
吴煜
依托单位:
学科分类:
牙体牙髓及根尖周组织疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
吴煜

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
由于缺乏靶向修复牙髓损伤的盖髓材料,常规牙髓切断术保存活髓的疗效并不理想。我们前期的研究结果提示脐带间充质干细胞来源的外泌体(hUCMSC-Exo)有可能在牙髓组织损伤修复中发挥重要作用。本项目围绕hUCMSC-Exo及其富集表达的miR-100-5p在牙髓损伤修复过程中的作用及相关分子机制展开以下研究:提取hUCMSCs外泌体,观察外泌体及其携带miR-100-5p对牙髓干细胞生物学功能的作用;在牙髓干细胞中对miR-100-5p/mTOR靶向作用的功能相关性进行验证;结合测序结果发现外泌体中存在的其它具有促进损伤修复和再生功能的miRNAs;在动物体内评估水凝胶包封miR-100-5p功能化的hUCMSC-Exo作为盖髓剂的疗效。预期结果将为深入挖掘外泌体的治疗机制提供切入点,为hUCMSC-Exo作为靶向修复牙髓损伤的盖髓材料提供理论依据。
英文摘要
The clinical outcome of conventional pulpotomy for preserving pulp vitality is very uncertain due to lack of targeted restorative materials aimed at biological processes of pulpal inflammation/repair. Our previous study has indicated that human umbilical cord mesenchymal stem cell-derived exosomes (hUCMSC-Exos) may play an important role in pulpal wound healing. In this project, we investigate the effects and related molecular mechanisms of hUCMSC-Exos and exosomal miR-100-5p which is highly expressed in LPS-preconditioned hUCMSC-Exos in repairing pulp damage. The main research contents are as follows: Firstly, we investigate the in vitro effects of hUCMSC-Exos and exosomal miR-100-5p on biological functions of dental pulp stem cells (DPSCs), and combine results with sRNA sequencing to find other exosomal miRNAs that might involve in wound repair and tissue regeneration.We also perform loss- and gain-of-function experiments, rescue experiments, AGO2-RIP assays to verify miR-100-5p directly targets mTOR/NF-κB/p38MAPK activation and modulates downstream inflammatory factors expression. Finally, we assess the in vivo effects of miR-100-5p functionalized hUCMSC-Exos encapsulated in hydrogel as pulp capping agent in animal models.The expected results will shed new light on the mechanisms of hUCMSC-Exos as a new generation of targeted dental restorative material and may provide an effective and accurate strategy for vital pulp therapy.
牙齿的长期留存依赖于活髓保存,然而目前临床可用的活髓保存治疗(VPT)的盖髓材料存在局限性,使牙髓暴露活髓保存治疗的临床效果非常不确定,因此设计出能增强牙髓抗炎潜力和再生能力,促进再生牙髓-牙本质复合体修复的盖髓材料一直是研究人员关注的重点。本研究主要探究脐带间充质干细胞来源的外囊泡(hUCMSC-sEVs)及其富集的miRNAs对牙髓干细胞(hDPSCs)和内皮细胞的生物学作用和分子机制,同时制备GelMA水凝胶微球支架加载hUCMSC-sevs进行动物实验,探究使用功能化GelMA水凝胶微球作为盖髓剂时对牙髓损伤修复的作用。首先对提取的细胞和外泌体进行鉴定,为后续实验做基础准备。通过应用有/无脂多糖(LPS)预处理人脐带间充质干细胞来源的外囊泡(LPSpre-hUCMSCs-sEVs/hUCMSCs-sEVs)作用于炎症状态下的牙髓干细胞,检测细胞生物学功能,发现LPSpre-hUCMSCs-sEVs/hUCMSCs-sEVs均能挽救LPS对hDPSCs细胞增殖、成骨/成牙分化和血管生成潜力的抑制,同时抑制细胞凋亡,具有优秀的抗炎能力,LPSpre-hUCMSCs-sEVs比hUCMSCs-sEVs效果更佳。对hUCMSCs-sEVs进行miRNA表达测序发现miR-21-5p、let-7a-5p、miR-100-5p、miR-26a-5p最显著富集,通过细胞功能试验比较,发现miR-21-5p促进hDPSCs迁移、成牙本质/成血管内皮分化且具有血管生成的潜力。通过生信分析预测miR-21-5p的靶基因和富集的信号通路,实验显示hUCMSCs-sEVs可能是通过xiemiR-21-5p抑制DUSP8表达而激活MAPKs信号通路促进hDPSCs成牙本质/成血管内皮向分化。GelMA水凝胶微球能充分释放细胞因子,具有良好的机械性能、生物性能和生物相容性。在体外,hUCMSCs-sEVs功能化GelMA水凝胶微球能促进hDPSCs的增殖、迁移、成骨/成牙分化和内皮细胞成管,体内hUCMSCs-sEVs功能化GelMA水凝胶微球可促进牙髓细胞新生、提供细胞生长空间、诱导血管再生作用,提示sEVs@GM-MS可作为促进牙髓原位再生的良好盖髓材料。本项目研究结果将为 hUCMSC-EVs作为靶向修复牙髓损伤的盖髓材料提供理论依据,为活髓保存治疗提供新策略。
加载rhBMP2纳米短肽水凝胶RADA16-I促进hUC-MSCs牙向分化再生牙髓的实验研究
  • 批准号:
    81660182
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    36.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    吴煜
  • 依托单位:
国内基金
海外基金