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HIF-1α介导辛伐他汀调控髓核间质干细胞内源性修复重建退变椎间盘的机制研究
结题报告
批准号:
81401830
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
23.0 万元
负责人:
张亮
依托单位:
学科分类:
H0608.骨、关节、软组织退行性病变
结题年份:
2017
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
冯新民、黄吉军、张圣飞、杨建东、卢遥、吕芳、黄成、肖海祥、巫一鸣
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中文摘要
干细胞介导的内源性修复是维持组织内环境稳定的天然保护机制之一,有证据显示退变髓核组织中存在间质干细胞,研究如何激活自身干细胞,从而启动内源性修复,将为椎间盘退变性疾病的生物学治疗提供新思路。文献报道髓核间质干细胞在低氧时可向髓核细胞分化,缺氧诱导因子(HIF)是低氧应答时恢复细胞内环境稳定的调节中心,可通过激活一系列靶基因发挥作用。我们前期研究发现HIF-1α通过上调葡萄糖转运蛋白1等因子延缓椎间盘退变。目前发现他汀类药物可诱导多种间质干细胞分化为目标细胞,而其对髓核间质干细胞的作用如何仍不清楚。由此,我们提出以下假设:辛伐他汀通过调控HIF-1α来调控髓核间质干细胞向髓核细胞分化的生物学行为等途径内源性修复重建退变椎间盘功能。为进一步证实此假说,本课题将从细胞及动物水平证实辛伐他汀通过调控HIF-1α表达逆转椎间盘退变进程。本研究以期深化对椎间盘退变内源性修复的理解,为其治疗开辟新思路
英文摘要
Stem cell-mediated endogenous repair is one of the natural protective mechanisms to maintain stable environment. The activation of stem cell existing in the degenerative nucleus pulposus to achieve endogenous repair will provide new ideas to biological therapy of degenerative disc disease. The nucleus pulposus-derived stem cell can differentiate into nucleus pulpous in hypoxia condition.Hypoxia-inducible factor (HIF) is the regulation center to restore the intracellular homeostasis by activating a series of target genes faced with.hypoxia.HIF-1α can retard disc degeneration through upregulation of glucose transporter 1 and other factors found in our previous study. The evidence confirmed that statins can induce a variety of mesenchymal stem cells differentiate into target cells, however the effect of statins to the nucleus pulposus-derived mesenchymal stem cell remains unclear.Thus, we hypothesize HIF-1α mediated simvastatin regulates biological behavior of nucleus pulposus-derived mesenchymal stem cell to endogenous repair and reconstruct degenerative intervertebral disc. To further verify this hypothesis, the study will test whether simvastatin can reverse the process of disc degenaration in the cell and anmial levels along with the change of HIF-1α expression. The study is to deepen the understanding of the mechanisms of endogenous repair of degenerative disc and develop new ideas for treatment
已证实退变髓核组织中存在间质干细胞,研究如何激活自身干细胞,从而启动内源性修复,将为椎间盘退变性疾病的生物学治疗提供新思路。文献报道髓核间质干细胞在低氧时可向髓核细胞分化,缺氧诱导因子(HIF)是低氧应答时恢复细胞内环境稳定的调节中心,可通过激活一系列靶基因发挥作用。他汀类药物可诱导多种间质干细胞分化为目标细胞,而其对髓核间质干细胞的作用如何仍不清楚。.本课题主要研究内容包括:(1)HIF-1α调控髓核间质干细胞向髓核细胞分化、细胞增殖及凋亡的研究;(2)辛伐他汀调控HIF-1α表达来调控髓核间质干细胞分化、增殖及凋亡的研究;(3)辛伐他汀调控HIF-1α表达修复退变的髓核细胞的研究;(4)辛伐他汀在动物水平通过调控HIF-1α表达调控髓核间质干细胞生物学行为等途径内源性修复重建退变椎间盘功能。.本研究重要结果及关键数据:通过比较不同直径穿刺针穿刺制作SD大鼠尾椎椎间盘退变模型,结果发现直径21G细针穿刺后2周的动物模型最佳;成功实现大鼠正常及退变椎间盘髓核间充质干细胞(NPMSC)分离培养及鉴定;在此基础上,成功构建NPMSC的HIF-1α过表达慢病毒及siRNA,RT-PCR检测发现目标基因干预成功;同时发现与正常椎间盘来源NPMSC比较,退变椎间盘来源的NPMSC细胞增殖减慢,细胞凋亡增加。另外,过表达HIF-1α可促进NPMSC增殖及细胞外基质表达,减少细胞凋亡,而沉默HIF-1α则促进细胞凋亡。.此外,本项目成功制备负载辛伐他汀的PLGA缓释微球,微球直径约1.5μm,体外释药显示7天内药物累计释放超过81.2%。进一步研究证实辛伐他汀可促进NPMSC增殖及细胞外基质表达,同时有利于向髓核细胞分化;2%O2低氧环境可促进NPMSC增殖及细胞活力,减少细胞凋亡,其机制可能SIRT1及SIRT6介导的HIF-1α信号通路有关。在此基础上,我们成功将负载辛伐他汀的PLGA缓释微球植入椎间盘退变动物模型,结果在影像学、组织病理学及分子生物学等多层面证实可一定程度上逆转椎间盘退变进程。.本项目为生物学治疗椎间盘退变性疾病提供了一种新的依赖于内源性干细胞激活的方法。.
期刊论文列表
专著列表
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会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2017
期刊:中国组织工程研究
影响因子:--
作者:黄泽楠;冯新民;王静成;陈涛;毕松超;张亮
通讯作者:张亮
DOI:--
发表时间:--
期刊:中国医师杂志
影响因子:--
作者:陈涛;刘忠军;王静成;杨建东;冯新民;黄泽楠;毕松超;张亮
通讯作者:张亮
DOI:--
发表时间:2017
期刊:中华细胞与干细胞杂志(电子版)
影响因子:--
作者:刘洋;冯新民;陈涛;黄泽楠;张亮
通讯作者:张亮
Overexpression of Sirtuin 6 suppresses cellular senescence and NF-κB mediated inflammatory responses in osteoarthritis development.
Sirtuin 6 的过度表达抑制骨关节炎发展中的细胞衰老和 NF-κB 介导的炎症反应
DOI:10.1038/srep17602
发表时间:2015-12-07
期刊:Scientific reports
影响因子:4.6
作者:Wu Y;Chen L;Wang Y;Li W;Lin Y;Yu D;Zhang L;Li F;Pan Z
通讯作者:Pan Z
DOI:10.1016/j.clineuro.2014.11.018
发表时间:2015-02-01
期刊:CLINICAL NEUROLOGY AND NEUROSURGERY
影响因子:1.9
作者:Zhang, Liang;Wang, Jingcheng;Huang, Jijun
通讯作者:Huang, Jijun
circ-SPG21作为ceRNA参与miRNA-217调控椎间盘退变中内源性NPMSC衰老的机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    张亮
  • 依托单位:
国内基金
海外基金