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YAP/TAZ信号及核纤层蛋白在内源性应力微环境诱导干细胞成骨分化中的作用研究
结题报告
批准号:
31470904
项目类别:
面上项目
资助金额:
88.0 万元
负责人:
赵志河
依托单位:
学科分类:
C1001.生物力学与生物流变学
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨璞、龙丹、叶瑞、李春漾、徐怀龙、郝晋、经典、申玉、易潇潇
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中文摘要
促进干细胞定向分化并维持其表型稳定是再生医学研究的热点。课题组前期也发现外源性应力可促进MSCs成骨分化,但难以维持其体内表型稳定。内源性应力对MSCs定向分化的调控是近年来的新发现,且被证实对分化表型的维持较稳定,但其机制尚不清楚。Nature和Science分别在2012年和2013年报道了细胞骨架、YAP/TAZ信号以及核纤层蛋白Lamin A在不同组织硬度介导的力学信号转导中的重要作用。以此为依据,课题组建立了MSCs成骨分化的硬度-微环境应力刺激模型,发现Lamin蛋白与YAP/TAZ信号在内源性力学信号转导过程中存在偶联反馈效应。本项目拟在此基础上深入研究该偶联效应调控MSCs成骨分化的机制,阐明力学转导的细胞骨架与细胞核骨架调控机制,并将其应用于骨质疏松动物骨缺损模型,拓展该机制在病理性骨折修复及其它医学领域中的应用。
英文摘要
The leading eadge of tissue engineering is to learn how to regulate the differentiation of stem cells toward specific lineages and maintain their phenotypes. We have devoted to investigate the mechanotransduction mechanism during the osteogenic differentiation of MSCs (mesenchymal stem cells), and found that extrinsic force can induce osteogenic differentiation of MSCs in vitro; however, it failed to keep the osteogenic phenotypes stable in vivo. Recently, intrinsic force was found to regulate stem cell fate, and evidenced the effect of such intrinsic force in maintaining cell phenotypes. In 2012 and 2013, Nature and Science reported that YAP/TAZ/cytoskeleton signaling and nuclear lamin A played significant roles in tissue stiffness induced mechanotransduction. Moreover, Science reorted that lamin A scales with tissue stiffness and determine the intrinsic mechanotransduction pathways. Based on these previous studies in extrinsic mechanotransduction pathway, this project has established models of stiffness-mechanical induced osteogenic differentiation and found the coupling effect of lamins and YAP/TAZ in intrinsic mechanotransduction. This project will study the mechanism of such effect induced osteogenic differentiation of MSCs and elucidate the mechanisms of cytoskeleton and nucleoskeleton in mechanotransduction. This study will apply such mechanism in bone defect animal models, and will promote the application of biomechanics to bone tissue engineering and other medical areas.
促进干细胞定向分化并维持其表型稳定是再生医学研究的热点。课题组前期也发现外源性应力可促进 MSCs 成骨分化,但难以维持其体内表型稳定。内源性应力对 MSCs 定向分化的调控是近年来的新发现,且被证实对分化表型的维持较稳定,但其机制尚不清楚。课题组前期建立了 MSCs 成骨分化的硬度-微环境应力刺激模型,发现 Lamins蛋白与 YAP/TAZ 信号在内源性力学信号转导过程中存在偶联反馈效应。本项目拟明确Lamin A在响应并传导力学刺激中的核心地位及作用,探索力学刺激跨细胞核膜转导的机制及通路,为微环境应力调控干细胞分化提供靶标;明确BAPN在机体内骨缺损中干细胞成骨分化的调控作用,为治疗性干预骨组织改建提供新的思路。并将其应用于骨质疏松动物骨缺损模型,拓展该机制在病理性骨折修复及其它医学领域中的应用。
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
DOI:10.1093/ejo/cjw036
发表时间:2016-05
期刊:The European Journal of Orthodontics
影响因子:--
作者:Yi Jianru;Ge Mengke;Li Meile;Li Chunjie;Li Yu;Li Xiaobing;赵志河
通讯作者:赵志河
DOI:10.1038/ijos.2016.25
发表时间:2016-12-16
期刊:International journal of oral science
影响因子:14.9
作者:
通讯作者:
The role of microRNAs in bone remodeling.
microRNA在骨重塑中的作用。
DOI:10.1038/ijos.2015.22
发表时间:2015-09-14
期刊:International journal of oral science
影响因子:14.9
作者:Jing D;Hao J;Shen Y;Tang G;Li ML;Huang SH;Zhao ZH
通讯作者:Zhao ZH
Caffeine may enhance orthodontic tooth movement through increasing osteoclastogenesis induced by periodontal ligament cells under compression
咖啡因可以通过增加受压下牙周膜细胞诱导的破骨细胞生成来增强正畸牙齿的移动
DOI:10.1016/j.archoralbio.2015.12.009
发表时间:2016
期刊:Archives of Oral Biology
影响因子:3
作者:Yi Jianru;Yan Boxi;Li Meile;Wang Yu;Zheng Wei;Li Yu;赵志河
通讯作者:赵志河
DOI:10.1016/j.actbio.2015.04.008
发表时间:2015
期刊:Acta Biomaterialia
影响因子:9.7
作者:Hao Jin;Zhang Yueling;Jing Dian;Shen Yu;Tang Ge;Huang Shishu;赵志河
通讯作者:赵志河
应力敏感circINO80通过Hh/Gli1信号轴调控颌骨缺损修复的作用及机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    赵志河
  • 依托单位:
LncRNAs-miRNAs交互作用调控人脂肪干细胞成骨分化及其机制的研究
  • 批准号:
    81771048
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    56.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    赵志河
  • 依托单位:
牙颌面创伤中大面积骨缺损及牙周修复重建关键技术的应用基础研究
  • 批准号:
    81030034
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    250.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    赵志河
  • 依托单位:
牙周膜干细胞在应力-缺氧微环境下的成骨效应及机制研究
  • 批准号:
    10772128
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    36.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    赵志河
  • 依托单位:
微型正畸支抗种植体MIA-周围组织结合界面生物力学特性研究
  • 批准号:
    30470436
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    24.0万元
  • 批准年份:
    2004
  • 负责人:
    赵志河
  • 依托单位:
牙槽骨改建中应力对破骨细胞分化调节信号环路的影响
  • 批准号:
    10372066
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2003
  • 负责人:
    赵志河
  • 依托单位:
牙周组织改建中细胞生长与应力关系的研究
  • 批准号:
    39970801
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    12.0万元
  • 批准年份:
    1999
  • 负责人:
    赵志河
  • 依托单位:
矫治力在颅面复合体的生物力学反应--三维有限元分析
  • 批准号:
    39300151
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    5.0万元
  • 批准年份:
    1993
  • 负责人:
    赵志河
  • 依托单位:
国内基金
海外基金