非Smad依赖TAK1信号通路在载rhBMP-2中空HA微球/CS复合物治疗骨缺损中的机理研究

批准号:
81560355
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
38.0 万元
负责人:
熊龙
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:
廖新根、何剑颖、刘亚云、刘剑军、钟水根、李经堂、曾建华、胡林
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中文摘要
骨缺损治疗是一医学难题,自体和异体骨移植的诸多限制使人们转向人工骨研究,然而目前人工骨成骨效果仍待提高。我们前期研究表明,载rhBMP-2中空HA微球/CS复合物具有极好的骨修复作用,临床应用潜力很大,但其成骨机理仍不清楚。研究发现,BMP通过依赖和非Smad依赖两条信号通路实现成骨,前者为主,后者为辅。预实验发现p38阻断剂能明显阻断其成骨,因此我们提出假设,该材料是否调控增强非Smad依赖的BMP-2/TAK1/p38/Osx信号通路?此信号通路在该材料介导的骨修复中是否起关键作用?我们拟采用该材料体外诱导MC3T3-E1分化、体内修复骨缺损,检测TAK1、p38、Osx 及成骨标志性基因表达,进行ECT、影像、病理形态等检查,评估骨缺损修复区血供、成骨效果,同时观察加入TAK1、p38抑制剂后对上述指标的影响,旨在探索此信号通路在该材料治疗骨缺损中的作用,为其临床应用提供理论基础。
英文摘要
The regeneration of large bone defect represents a common and significant clinic challenge. Limitations associated with existing treatments such as autologous and allogenic bone grafts have promoted the development of artificial bone graft substitutes. Hollow hydroxyapatite (HA) microsphere/chitosan composite is a novel synthetic bone material recently developed by our collaborator. Our previous work showed that hollow HA microsphere/chitosan composite can be used as a bioactive and osteoconductive carrier for rhBMP-2, showing great capacity to regenerate bone in animal models. This proposal aims to investigate the cellular and molecular mechanism how rhBMP-2 slowly released from hollow HA microsphere/chitosan composite induces new bone formation. The clarification of BMP2 signaling pathways and identification of critical factors in bone repair would help to evaluate the effects of this novel bone material and further explore its clinical utilization.
骨缺损治疗一直是医学难题,自体和异体骨移植的诸多限制使人们转向人工骨研究,然而目前人工骨成骨效果仍待提高。我们前期研究表明,载rhBMP-2中空HA微球/CS复合物具有极好的骨修复作用,临床应用潜力很大,但其成骨机理仍不清楚。因此,本项目制备了载 rhBMP-2 可注射中空 HA/CS 温敏水凝胶,研究了其结构,体外释放率,该材料为海绵状多孔结构,具有一定的弹性,BMP-2主要在前48h内释放,在第3天后,速度放缓,释放周期可至第 35 天;通过体内体外试验,反向干预阻断剂阻断研究方法证实,该材料调控增强非Smad依赖的BMP-2/TAK1/p38/Osx信号通路,此信号通路在该材料介导的骨修复中起关键作用。本研究达到了预期目标:探索了载 rhBMP-2 中空 HA 微球/CS 复合物的骨修复作用的分子机制;BMP通过依赖和非Smad依赖两条信号通路实现成骨;从分子、细胞和动物模型水平上论证了这一复合材料的潜在优势和应用前景,可为其临床应用提供理论基础。目前发表SCI收录论著4篇,均标注;另有未标注论著1篇。实用新型专利2个,发明专利3个。
期刊论文列表
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Hollow hydroxyapatite microspheres/chitosan composite as a sustained delivery vehicle for rhBMP-2 in the treatment of bone defects
中空羟基磷灰石微球/壳聚糖复合材料作为 rhBMP-2 持续递送载体治疗骨缺损。
DOI:10.1007/s10856-014-5336-8
发表时间:2015
期刊:J Mater Sci Mater Med.
影响因子:--
作者:Yao AH;Li XD;Xiong L;Zeng JH;Xu J.;Wang DP
通讯作者:Wang DP
DOI:https://doi.org/10.1007/s10856-019
发表时间:2019
期刊:Journal of Materials Science: Materials in Medicine
影响因子:--
作者:xionglong
通讯作者:xionglong
Bone repair scaffold coated with bone morphogenetic protein-2 for bone regeneration in murine calvarial defect model: Systematic review and quality evaluation
涂有骨形态发生蛋白-2的骨修复支架用于小鼠颅骨缺损模型骨再生:系统评价和质量评价
DOI:10.1177/0391398819834944
发表时间:2019-03
期刊:The International Journal of Artificial Organs
影响因子:--
作者:曾建华;邱鹏;熊龙;刘世伟;丁凌华;熊世浪;李经堂;肖泽埠;张涛
通讯作者:张涛
Scaffolds for the repair of bone defects in clinical studies: a systematic review.
临床研究中用于修复骨缺损的支架:系统评价
DOI:10.1186/s13018-018-0724-2
发表时间:2018-02-12
期刊:Journal of orthopaedic surgery and research
影响因子:2.6
作者:Zeng JH;Liu SW;Xiong L;Qiu P;Ding LH;Xiong SL;Li JT;Liao XG;Tang ZM
通讯作者:Tang ZM
The mechanism research of non-Smad dependent TAK1 signaling pathway in the treatment of bone defects by recombination BMP-2- loaded hollow hydroxyapatite microspheres/chitosan composite
非Smad依赖性TAK1信号通路重组BMP-2负载空心羟基磷灰石微球/壳聚糖复合材料治疗骨缺损的机制研究
DOI:10.1007/s10856-019
发表时间:2019
期刊:Journal of Materials Science: Materials in Medicine
影响因子:--
作者:xionglong
通讯作者:xionglong
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