SIRT1下调介导氧化应激损伤在高负荷压应力促进椎间盘退变中的作用及机制研究

批准号:
81772378
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
周强
依托单位:
学科分类:
H0608.骨、关节、软组织退行性病变
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
宋磊、叶吉星、张承旻、罗磊、赵晨、王利元、涂兵
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
高负荷压应力是椎间盘退变的重要外部病理因素,可促进髓核细胞发生凋亡和衰老样命运改变,但机制尚未阐明。既往国内外研究提示SIRT1可减轻氧化应激反应进而抑制细胞凋亡和衰老。我们前期研究发现高负荷压应力促进髓核细胞凋亡和衰老时,伴随SIRT1表达下调和胞内活性氧蓄积。因此,我们推测高负荷压应力是通过降低SIRT1表达增强氧化应激反应,继而导致髓核细胞凋亡和衰老样命运改变。为证实该假设,本项目拟在椎间盘器官培养和髓核细胞三维培养模型中,通过特异性阻断、基因过表达等技术,探讨高负荷压应力下SIRT1表达下调介导的氧化应激损伤在促进髓核细胞凋亡和衰老中的作用及机制;并观察高负荷压应力下,SIRT1过表达能否减轻氧化应激反应进而抑制髓核细胞凋亡和衰老;另外,动物模型中探讨SIRT1过表达能否减缓动物体内椎间盘退变进程。本研究将有助于阐明椎间盘退变的病理机制,为探索新的防治策略提供理论依据。
英文摘要
High compressive stress is a crucial pathological factor of intervertebral disc degeneration, which can promote apoptosis- and senescence-like cellular fate of nucleus pulposus (NP) cells. However, the potential mechanism is not fully understood. Previous studies suggest that SIRT1 can alleviate NP cell apoptosis and senescence through inhibiting oxidative-stress damage. Our preliminary experiments show that the aggravated NP cell apoptosis and senescence are accompanied by the up-regulated SIRT1 expression and the intracellular reactive oxygen species (ROS) accumulation under high compressive stress. Therefore, we deduce that high compressive stress may promote the apoptosis- and senescence-like cellular fate of NP cells through down-regulating SIRT1 expression and thus aggravating oxidative-stress damage. To verify this hypothesis, this study will using technologies, including specific intervention and gene overexpression, to investigate the role and signal transduction of SIRT1 down-regulation in enhancing oxidative stress and than promoting the apoptosis- and senescence-like cellular fate of NP cells under high compressive stress in the disc organ culture and NP cell 3D culture. Meanwhile, we will observe that whether SIRT1 overexpression can alleviate oxidative stress and then alleviate apoptosis- and senescence-like cellular fate of NP cells. Additionally, we will observe that whether SIRT1 overexpression can retard intervertebral disc degeneration in vivo. This study will be helpful to understand the pathogenesis of disc degeneration and provide theoretical evidence for the prevention and therapy of disc degeneration.
高负荷压应力在加速椎间盘退变进程中发挥重要作用,国内外和我们的前期研究表明高负荷压应力下椎间盘髓核细胞衰老、凋亡率显著升高,但机制不完全清楚。文献报道SIRT1表达下调可促进多种细胞发生衰老及凋亡。本研究展开前我们预实验发现高负荷压应力促进髓核细胞衰老、凋亡的同时,可诱导髓核细胞SIRT1表达下调和氧化应激损伤加剧,因此,我们推测高负荷压应力可通过下调SIRT1表达继而加剧氧化应激损伤来促进髓核细胞衰老及凋亡样命运改变。为证实这一推测,一方面,本项目探讨了SIRT1表达下调在高负荷压应力促进髓核细胞衰老及凋亡中的作用;另一方面,本研究通过条件性增强SIRT1表达等技术深入研究其具体分子机制。我们的研究结果表明:高负压压应力下(20%压缩性变),髓核细胞SIRT1基因和蛋白表达明显降低,同时髓核细胞氧化应激损伤加剧(活性氧含量增加,线粒体功能失常)。同时,髓核细胞衰老、凋亡增强(细胞衰老及凋亡率增加、P53/21活性增强、caspase-3活性增强);然而,当过表达髓核细胞SIRT1后,高负荷压应力下髓核细胞氧化应激损伤状态缓解,P53/21介导的应激下细胞早衰以及NF-κβ介导的细胞凋亡减弱;最后,在鼠尾间盘轴向加压诱导退变模型中,通过显微注射慢病毒上调髓核组织SIRT1表达后,髓核退变进程得到显著缓解,进一步验证了SIRT1对高负荷压应力相关髓核退变的保护性作用。通过本研究,有助于进一步认识压应力相关椎间盘退行性疾病的病理机制,为椎间盘退变的防治策略提供新的干预靶点及其理论依据。
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
Low Magnitude of Compression Enhances Biosynthesis of Mesenchymal Stem Cells towards Nucleus Pulposus Cells via the TRPV4-Dependent Pathway.
低强度压缩可通过 TRPV4 依赖性途径增强间充质干细胞向髓核细胞的生物合成
DOI:10.1155/2018/7061898
发表时间:2018
期刊:Stem cells international
影响因子:4.3
作者:Gan Y;Tu B;Li P;Ye J;Zhao C;Luo L;Zhang C;Zhang Z;Zhu L;Zhou Q
通讯作者:Zhou Q
SIRT1 alleviates high-magnitude compression-induced senescence in nucleus pulposus cells via PINK1-dependent mitophagy
SIRT1 通过 PINK1 依赖性线粒体自噬减轻高强度压缩诱导的髓核细胞衰老
DOI:10.18632/aging.103587
发表时间:2020-08-31
期刊:AGING-US
影响因子:5.2
作者:Wang, Yiyang;Wang, Haoming;Li, Pei
通讯作者:Li, Pei
Hydrostatic Pressure Modulates Intervertebral Disc Cell Survival and Extracellular Matrix Homeostasis via Regulating Hippo-YAP/TAZ Pathway.
静水压通过调节 Hippo-YAP/TAZ 通路调节椎间盘细胞存活和细胞外基质稳态
DOI:10.1155/2021/5626487
发表时间:2021
期刊:Stem cells international
影响因子:4.3
作者:Wang Y;Bai B;Hu Y;Wang H;Liu N;Li Y;Li P;Zhou G;Zhou Q
通讯作者:Zhou Q
Deficiency of MIF Accentuates Overloaded Compression-Induced Nucleus Pulposus Cell Oxidative Damage via Depressing Mitophagy.
MIF 缺乏通过抑制线粒体自噬加剧超负荷压缩诱导的髓核细胞氧化损伤
DOI:10.1155/2021/6192498
发表时间:2021
期刊:Oxidative medicine and cellular longevity
影响因子:--
作者:Wang Y;Hu Y;Wang H;Liu N;Luo L;Zhao C;Zhou D;Tong H;Li P;Zhou Q
通讯作者:Zhou Q
Photosensitive Hydrogel Creates Favorable Biologic Niches to Promote Spinal Cord Injury Repair
光敏水凝胶创造有利的生物位促进脊髓损伤修复
DOI:10.1002/adhm.201900013
发表时间:2019-07-01
期刊:ADVANCED HEALTHCARE MATERIALS
影响因子:10
作者:Cai, Zhengwei;Gan, Yibo;Zhu, Linyong
通讯作者:Zhu, Linyong
钙网蛋白“反转位”介导的力—生物学信号转导在低负荷压应力促进髓核自修复中的作用及机制
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:52万元
- 批准年份:2022
- 负责人:周强
- 依托单位:
AQP-3下调介导PINK1/Parkin途径线粒体自噬减退在高负荷压应力促进椎间盘退变中的作用及机制研究
- 批准号:81974346
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:55.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:周强
- 依托单位:
国内基金
海外基金
