CGRP通过甲基化调控骨髓间充质干细胞维持骨稳态的机制研究

批准号:
81771046
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
王磊
依托单位:
学科分类:
H1502.口腔颅颌面组织器官缺损修复与再生
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
严明、杨溪、司家文、任振虎、胡龙威、张士剑
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中文摘要
自体骨移植修复颌骨缺损术后会出现疏松化,这种骨稳态失衡的干细胞“老化”机制不明。我们的前期研究发现重建神经支配能预防移植骨的疏松化,且CGRP等神经肽在颌骨再生中影响BMMSC的动员和分化;骨稳态与BMMSC的WNT通路有关,但CGRP调控骨稳态的干细胞机制不明。据此提出假说:CGRP通过甲基化调控WNT等靶基因避免BMMSC老化,从而维持骨稳态。我们拟从个体、细胞及分子水平明确CGRP作用于BMMSC并维持骨稳态的机制:通过神经化移植骨临床标本、下颌骨失神经模型、CGRP基因敲除大鼠及BMMSC培养鉴定等,观察CGRP增强BMMSC成骨分化和自我更新能力的效果,揭示CGRP通过p38 MAPK控制甲基化酶EZH2,并经由组蛋白H3K27me3等调控WNT等干细胞相关基因的甲基化修饰机制。这将从神经微环境的新视点探讨骨稳态维持的干细胞机理,为改进颌骨大型缺损的功能性重建提供新思路。
英文摘要
Significant post-operative osteoporosis is observed in autografts for jaw bone reconstruction, and the mechanism of “aging”stem cells in such unbalanced bone homeostasisis remains obscure. Our published data and preliminary results demonstrate that innervation can prevent post-operative osteoporosis of bone grafts, and neuropeptides such as CGRP regulate mobilization and differentiation of BMMSC in bone regeneration. It has been reported that bone homeostasis correlates with WNT pathway in BMMSC. However, it is unclear whether and how CGRP regulates bone homeostasis. Based on these observations, we hypothesized that CGRP would prevent BMMSC aging to maintain bone homeostasis via regulation of DNA methylation in target genes such as WNT. The present study will clarify the role of CGRP in regulating BMMSC by using clinical samples from innervated bone grafts, rat models of mandibular denervation, CGRP knockout rats and the culture of BMMSC. We will observe the efficacy of CGRP in promoting osteogenesis differentiation and self-renewal in BMMSC, and clarify how CGRP controls EZH2 via p38 MAPK, thereby regulating DNA methylation in target genes such as WNT through H3K27me3. We believe our study will provide a novel insight of the neural microenvironment-based stem cell mechanism in bone homeostasis, which is important to improve functional reconstructions for major defects in jaw bones.
本研究目的是解决自体骨移植重建颌骨术后的疏松化,阐明导致骨稳态失衡的干细胞“老化”机制。基于申请人主持的同期神经支配预防移植骨疏松化的临床试验,我们从个体、细胞及分子等水平,通过应用神经化移植骨临床标本、失神经动物模型以及BMMSC原代培养鉴定等,证实了临床骨移植标本及失神经动物模型内CGRP与BMMSC特性及骨稳态的相关性,明确了CGRP影响BMMSC成骨分化和自我更新能力的作用,初步阐明了CGRP增强BMMSC干细胞活性及与p38 MAPK通路的关系,发现EZH2及神经递质受体的异常甲基化表达。结论:CGRP通过p38通路及甲基化机制增强BMMSC干细胞活力,进而维持骨稳态。这从神经微环境的新视点探讨骨稳态维持的干细胞机理,为改进颌骨大型缺损的功能性重建提供新思路。
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
Sensory Nerves Affect Bone Regeneration in Rabbit Mandibular Distraction Osteogenesis
感觉神经影响兔下颌牵引成骨的骨再生
DOI:10.7150/ijms.31883
发表时间:2019-01-01
期刊:INTERNATIONAL JOURNAL OF MEDICAL SCIENCES
影响因子:3.6
作者:Cao, Jian;Zhang, Shijian;Wang, Xudong
通讯作者:Wang, Xudong
Tumor-induced osteomalacia caused by head and neck tumors: report of an unusual case and literature review
头颈部肿瘤引起的肿瘤性骨软化症一例罕见病例报告及文献复习
DOI:10.21037/fomm-21-23
发表时间:2021-06
期刊:Front Oral Maxillofac Med
影响因子:--
作者:Shi JC;Wang LY;Abdelrehem A;Zhang Y;Wu ZQ;Tian Z;Li SY;Wang L
通讯作者:Wang L
DOI:10.3760/cma.j.cn114453-20201205-00609
发表时间:2021
期刊:中华整形外科杂志
影响因子:--
作者:王旭东;张成瑶;张士剑;史敬存;吴梓谦;李思毅;王磊
通讯作者:王磊
DOI:--
发表时间:2020
期刊:上海口腔医学
影响因子:--
作者:王旭东;张成瑶;张士剑;史敬存;王磊
通讯作者:王磊
DOI:10.1002/hed.26896
发表时间:2021-10-18
期刊:HEAD AND NECK-JOURNAL FOR THE SCIENCES AND SPECIALTIES OF THE HEAD AND NECK
影响因子:2.9
作者:Abdelrehem, Ahmed;Shi, Jingcun;Wang, Lei
通讯作者:Wang, Lei
消息认证码设计与分析理论关键问题研究
- 批准号:62372294
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2023
- 负责人:王磊
- 依托单位:
Mg2+通过KDM6A介导H3K27me3去甲基化调控卫星细胞成肌分化在废用性肌萎缩中的作用与机制研究
- 批准号:81902194
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:王磊
- 依托单位:
外周神经通过Sema3A/Nrp1/WNT通路增强移植骨间充质干细胞活力的机制研究
- 批准号:81970907
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:55.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:王磊
- 依托单位:
ARHGAP24基因在肺癌侵袭和转移中的作用及机制研究
- 批准号:81602418
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:18.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:王磊
- 依托单位:
可调分组密码设计理论的若干关键问题研究
- 批准号:61602302
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:21.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:王磊
- 依托单位:
物联网环境下生产车间调度控制方法研究
- 批准号:61203322
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:24.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:王磊
- 依托单位:
神经嵴源性间充质干细胞在下颌骨牵张成骨中的成骨分化特点及其机理研究
- 批准号:81270015
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:71.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:王磊
- 依托单位:
锚泊辅助动力定位系统研究
- 批准号:51179103
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:59.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:王磊
- 依托单位:
海洋结构物动力定位系统波浪力影响特性研究
- 批准号:50209008
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:21.0万元
- 批准年份:2002
- 负责人:王磊
- 依托单位:
国内基金
海外基金
