不同刚度三维脱细胞肿瘤工程支架构建及其对肿瘤细胞耐药性的影响

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11872134
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A1002.多尺度力学生物学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Three-dimensional mechanical microenvironment is an important and nonnegligible factor in tumor development. It is a hot topic and difficulty to build a tumor engineering scaffold that can simulate the mechanical properties of tumor at different stages. Our previous study funded by the National Natural Science Foundation of China found that suspension mechanical state (which can be seen as an extreme form of soft matrix) can significantly enhance the expression of adenosine triphosphate binding cassette subfamily C member 3 (ABCC3) and protein accumulation of Lamin A/C in breast tumor cells MDA-MB-231. The aim of this project is to prepare a novel kind of three-dimensional tumor engineering scaffold with different stiffness through decellularing cells from tumor tissue, which is developed by subcutaneously tumorigenesis in the armpits of nude mice by injecting MDA-MB-231 cells with different expression of lysine oxidase (LOX) gene. In this project, drug resistance of breast tumor cells to methotrexate will further be proposed as the finite research object. The novel kind of scaffold will be used to investigate the effects of three-dimensional matrix stiffness on the drug resistance of tumor cells. The regulation rules of ABCC3 and Lamin A/C in this process will be explored. In addition, the difference of gene expression caused by matrix stiffness and drug treatment will be detected, among them, the key genes related to drug resistance of tumor cells will be verified. Applicants aim to investigate the regulation of three-dimensional matrix stiffness on the drug resistance of breast tumor cells and its mechanobiological mechanism. The finding of this project is hoped to provide new ideas for seeking novel treatment methods to breast tumor.
三维力学微环境是调控肿瘤发生发展不可忽视的重要因素,构建可模拟不同发展阶段肿瘤力学特性的肿瘤工程支架是本领域的研究热点和难点。申请人前一个国家自然基金项目研究发现悬浮力学状态(可看做基质变软的一种极端形式)可显著提高乳腺肿瘤细胞MDA-MB-231三磷酸腺苷结合盒亚家族C成员3 (ABCC3)的表达和核纤层蛋白A/C的蛋白累积。本项目拟使赖氨酰氧化酶表达不同的MDA-MB-231细胞在裸鼠腋窝皮下成瘤,经脱细胞制备一种新型具有不同刚度的三维肿瘤工程支架。进一步以乳腺肿瘤细胞对甲氨蝶呤药物的耐药性为有限研究目标,利用该肿瘤工程支架考察三维基质刚度对肿瘤细胞耐药性的影响,探索ABCC3和核纤层蛋白A/C在其中的调控规律;检测基质刚度和药物处理引起的基因表达差异,验证与肿瘤细胞耐药性相关的关键基因;以期解析三维基质刚度调控肿瘤细胞耐药性的力学生物学机制,为探寻治疗乳腺肿瘤新方法开拓新思路。

结项摘要

三维力学微环境是调控肿瘤发生发展不可忽视的重要因素,构建可模拟不同发展阶段肿瘤力学特性的肿瘤工程支架是本领域的研究热点和难点。本项目使赖氨酰氧化酶(LOX)表达不同的MDA-MB-231细胞在裸鼠腋窝皮下成瘤,经脱细胞制备了一种新型具有不同刚度的三维肿瘤工程支架。进一步以乳腺肿瘤细胞对顺铂(DDP)药物的耐药性为有限研究目标,利用该肿瘤工程支架考察了三维基质刚度对肿瘤细胞耐药性的影响,探索三磷酸腺苷结合盒转运子B亚家族成员1 (ABCB1)在其中的调控规律,检测基质刚度和药物处理引起的基因表达差异,验证与肿瘤细胞耐药性相关的关键基因。研究表明,利用差异表达LOX基因的MDA-MB-231细胞成功获得肿瘤组织,经脱细胞后,各组肿瘤脱细胞基质(DECM)具有明显的孔且分布均匀,中刚度组孔隙率为48.47 ± 5.27%,低刚度组为68.12 ± 5.74%,高刚度组为32.68 ± 4.30%。低刚度组基质刚度为0.74 ± 0.1 kPa,显著小于中刚度组的1.60 ± 0.14 kPa和高刚度组的1.99 ± 0.19 kPa。低刚度组DECM中细胞活性高于其他两支架组,且浸润程度同样高于其他两支架组。三维基质刚度的增加能够显著提高MDA-MB-231细胞对DDP的耐药性,随着基质刚度的增加,肿瘤细胞Yes相关蛋白(YAP)、ABCB1等基因表达上调,抑制ABCB1蛋白表达能够降低刚度依赖的耐药性,细胞增殖能力显著下降。本项目研究结果解析了三维基质刚度调控肿瘤细胞耐药性的力学生物学机制,有望为探寻治疗乳腺肿瘤新方法开拓新思路。

项目成果

期刊论文数量(20)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Dual targeted zeolitic imidazolate framework nanoparticles for treating metastatic breast cancer and inhibiting bone destruction
双靶向沸石咪唑酯骨架纳米粒子用于治疗转移性乳腺癌并抑制骨破坏
  • DOI:
    10.1016/j.colsurfb.2022.112826
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Colloids and Surfaces B Biointerfaces
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yaping Shen;Yonggang Lv
  • 通讯作者:
    Yonggang Lv
Preparation and Application of Magnetic Responsive Materials in Bone Tissue Engineering.
磁响应材料的制备及其在骨组织工程中的应用。
  • DOI:
    10.2174/1574888x15666200101122505
  • 发表时间:
    2020-01
  • 期刊:
    Current Stem Cell Research and Therapy
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Li Song;Wei Changling;Lv Yonggang
  • 通讯作者:
    Lv Yonggang
The Role of N(6) -Methyladenosine Modified Circular RNA in Pathophysiological Processes.
N6-甲基腺苷修饰的环状RNA在病理生理过程中的作用
  • DOI:
    10.7150/ijbs.60131
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    International journal of biological sciences
  • 影响因子:
    9.2
  • 作者:
    Tang M;Lv Y
  • 通讯作者:
    Lv Y
Matrix stiffness regulates bone repair by modulating 12-lipoxygenase-mediated early inflammation
基质硬度通过调节 12-脂氧合酶介导的早期炎症来调节骨修复
  • DOI:
    10.1016/j.msec.2021.112359
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Materials Science and Engineering: C
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Dongdong Yao;Fangyu Qiao;Chenchen Song;Yonggang Lv
  • 通讯作者:
    Yonggang Lv
Shear stress regulates the migration of suspended breast cancer cells by nuclear lamina protein A/C and large tumor suppressor through yes-associated protein
剪切应力通过核纤层蛋白 A/C 调节悬浮乳腺癌细胞的迁移,并通过 yes 相关蛋白调节大肿瘤抑制因子
  • DOI:
    10.1007/s13577-021-00666-1
  • 发表时间:
    2022-01-05
  • 期刊:
    HUMAN CELL
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Zhao, Boyuan;Tang, Mei;Lv, Yonggang
  • 通讯作者:
    Lv, Yonggang

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其他文献

PCL/ SS纳米纤维支架的制备及相容性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Journal of Biomedical Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吕永钢;李海滨;钟 莉;刘万钱;杨 力;蔡开勇;钱宇娜;李林昊
  • 通讯作者:
    李林昊
力生长因子对软组织修复调控作用的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    生物医学工程学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈义梅;Njunge Lucy Wanjiru;吕永钢;杨力
  • 通讯作者:
    杨力
振荡流动对组织工程用灌注式生物反应器中剪切力分布影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    医用生物力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈国宝;张昌;杨力;吕永钢
  • 通讯作者:
    吕永钢
新工科背景下医工融合实验室安全保障体系建设研究
  • DOI:
    10.16400/j.cnki.kjdkz.2020.12.010
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    科教导刊(上旬刊)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐志玲;段铭;卢来春;吕永钢
  • 通讯作者:
    吕永钢
Stem cell recruitment based on scaffold features for bone tissue engineering
基于骨组织工程支架特征的干细胞招募
  • DOI:
    10.1039/d0bm01591a
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Biomaterials Science
  • 影响因子:
    6.6
  • 作者:
    夏斌;邓雅心;吕永钢;陈国宝
  • 通讯作者:
    陈国宝

其他文献

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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

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          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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