软骨单位力学—生物学分析及其在关节软骨损伤修复中的作用

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31271033
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1003.组织工程学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Large cartilage defects are a well-known problem for orthopedic surgeons because the self-healing capacity of cartilage is limited. The repair tissues after tissue engineering treatments have been reported to be hyaline-like cartilage, but it is still difficult to maintain the quality for a long time. One of the major issues limiting its use clinically is the availability of a cell source that will form sufficient amounts of tissue comparable to in vivo cartilage both in composition and in mechanical properties. The pericellular matrix (PCM) characterized by the presence of type VI collagen is a narrow tissue region surrounding chondrocytes in the articular cartilage, which together with the enclosed cell(s), has been termed the "chondron." As the local mechanical environment of the cell, the PCM is thought to play an important role in transmitting biomechanical cues from the extracellular matrix (ECM) to the cell through ''outside-in" signaling mechanisms. In our previous studies, we had established the enzymatic methods to isolate the chondrons from normal rabbit knee articular cartilage. And shown that the viscoelastic properties (including equilibrium modulus, the instantaneous modulus, and the apparent viscosity) of the isolated chondrons were signi?cantly greater than the chondrocytes under micropipette aspiration, the glycosaminoglycans(GAG), and collagen-typeⅡ(Col-2) mRNA expression in chondrons were increased than cells in vitro by real time PCR, indicated that the chondrons were preponderant in tissue-engineered cartilage. In this study, we will first to analysis the biological properties for chondrons as the seeding cells in tissue-engineered cartilage compared with the chondrocytes, including proliferation, metabolic activity, and viscoelastic properties. And then focus on the co-culture of chondrons and chondrocytes in building the functional engineering cartilage and repairing osteochondral defects of joints.
组织工程技术为关节软骨损伤修复提供了新的选择和希望。但种子细胞的失分化及形不成正常力学特性的透明软骨、且修复组织的快速退变成为制约其发展的主要问题。软骨单位(Chondron)作为关节软骨最基本的功能结构,由细胞周基质与包裹在内的一个或几个软骨细胞共同构成,其在软骨细胞体内代谢及力学环境维持方面发挥了重要作用。我们前期研究建立了兔膝关节软骨单位体外酶解消化实验方法,且证实软骨单位体外力学及糖胺多糖、Ⅱ型胶原基因表达较软骨细胞明显提高。但软骨单位作为种子细胞力学-生物学特点及其在关节软骨损伤修复中的作用,尚不清楚。本课题将进一步与软骨细胞比较,分析软骨单位体外培养过程中增殖、代谢及生物力学特点,明确软骨单位作为种子细胞的力学-生物学优势。同时,将软骨单位体外稳定的基因表达与软骨细胞早期快速增殖的特点相结合,通过体内外实验,分析软骨单位和软骨细胞共培养在组织工程软骨构建和软骨损伤修复中的作用。

结项摘要

关节软骨由于无血管、神经及淋巴通过,其一旦损伤则很难自行修复,已知组织工程技术促进软骨的损伤修复,研究证实:在体外,软骨细胞作为种子细胞在体外培养极易发生去分化;在体内,经由其发育而来的修复组织的表型及力学特性均较正常关节软骨差,而且随着体内修复时间的推移,修复组织显现出现快速退变的特征,制约其临床应用的前景。软骨单位(chondron)被作为关节软骨的基本功能结构,其主要由软骨细胞与细胞周基质(PCM)组成,其中PCM对软骨细胞代谢和力学传导起着重要作用。.本课题进一步与软骨细胞比较,分析软骨单位体外培养过程中增殖、代谢及生物力学特点,明确软骨单位作为种子细胞的力学-生物学优势。同时,将软骨单位体外稳定的基因表达与软骨细胞早起快速增殖的特点相结合,通过体内外实验,分析软骨单位和软骨细胞共培养在组织工程软骨构建和软骨损伤修复中的作用。.体外实验证实:软骨单位与软骨细胞以1:1在海藻酸钠凝胶球中共培养,其生物学特性优于其他比例;软骨细胞与软骨单位立体共培养能使细胞增殖和相关基因表达维持较长的时间,亦能保持较好的力学特性。使用海藻酸钠立体培养的软骨单位、立体共培养的软骨单位与软骨细胞(1:1)移植对兔膝关节软骨缺损修复的作用,并对比分析两者修复效果。结果表明,软骨单位具有延缓软骨细胞凋亡的作用。软骨单位与软骨细胞(1:1)共培养作为种子细胞,早期对缺损组织有好的修复作用,晚期可延缓修复组织退化。

项目成果

期刊论文数量(24)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Blockade of hypoxia-induced CXCR4 with AMD3100 inhibits production of OA-associated catabolic mediators IL-1 beta and MMP-13
用 AMD3100 阻断缺氧诱导的 CXCR4 可抑制 OA 相关分解代谢介质 IL-1 beta 和 MMP-13 的产生
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Molecular Medicine Reports
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Chen, Qian;Zhang, Jianzhong;Wei, Lei;Wei, Fangyuan
  • 通讯作者:
    Wei, Fangyuan
关节软骨单位的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中国矫形外科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    段王平;史光华;李鹏翠;卫小春
  • 通讯作者:
    卫小春
Anti-catabolic effect of caffeic acid phenethyl ester, an active component of honeybee propolis on bone loss in ovariectomized mice: a micro-computed tomography study and histological analysis
蜂胶活性成分咖啡酸苯乙酯对卵巢切除小鼠骨质流失的抗分解代谢作用:微型计算机断层扫描研究和组织学分析
  • DOI:
    10.3760/cma.j.issn.0366-6999.20141399
  • 发表时间:
    2014-11-20
  • 期刊:
    CHINESE MEDICAL JOURNAL
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Duan Wangping;Wang Qing;Wei Xiaochun
  • 通讯作者:
    Wei Xiaochun
Effect of the disruption of three cytoskeleton components on chondrocyte metabolism in rabbit knee cartilage
三种细胞骨架成分破坏对兔膝关节软骨细胞代谢的影响
  • DOI:
    10.3760/cma.j.issn.0366-6999.20140337
  • 发表时间:
    2014-11-05
  • 期刊:
    CHINESE MEDICAL JOURNAL
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Duan Wangping;Wei Lei;Wei Xiaochun
  • 通讯作者:
    Wei Xiaochun
The Role of miRNAs in Cartilage Homeostasis.
miRNA 在软骨稳态中的作用
  • DOI:
    10.2174/1389202916666150817203144
  • 发表时间:
    2015-12
  • 期刊:
    Current genomics
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Li YP;Wei XC;Li PC;Chen CW;Wang XH;Jiao Q;Wang DM;Wei FY;Zhang JZ;Wei L
  • 通讯作者:
    Wei L

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其他文献

长距离跑步大鼠膝关节滑膜基质金属蛋白酶的表达
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中国组织工程研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    上官雅娴;卫小春;李凯;卫建平
  • 通讯作者:
    卫建平
兔软骨细胞损伤后MMP-13与AGG和Col-ⅡmRNA的相关性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曾令员;贺东东;吕嘉;卫小春
  • 通讯作者:
    卫小春
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中华关节外科杂志(电子版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    贺尧;李凯;李鹏翠;卫小春
  • 通讯作者:
    卫小春
pcDNA3+TGF-β1单独转染及其与pA
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中华实验外科杂志,2005;22(10):1243
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    向川;卫小春;杜靖远
  • 通讯作者:
    杜靖远
创伤性骨关节炎动物模型中软骨细胞超微结构和Ⅱ型胶原变化的研究
  • DOI:
    10.3760/cma.j.issn.1007-7480.2019.05.003
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中华风湿病学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王东明;卫小春;张军锋
  • 通讯作者:
    张军锋

其他文献

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卫小春的其他基金

TSP-1、Ihh和HDAC4在关节软骨退变发生机制中的作用及其在膝OA早期诊断和治疗中的应用
  • 批准号:
    U21A20353
  • 批准年份:
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
诱导性Ihh基因敲除对软骨退变治疗作用的研究
  • 批准号:
    81071495
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    35.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
软骨细胞的力学生物学研究
  • 批准号:
    30872616
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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