缓释凋亡小体的功能化双相纳米纤维膜通过调控内质网钙通道蛋白TMCO1促进牙周炎组织修复的机制研究
批准号:
82071093
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
高翔
依托单位:
学科分类:
口腔颅颌面组织器官缺损修复与再生
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
高翔
中文摘要
慢性牙周炎常导致牙周膜干细胞成骨分化功能损伤。恢复炎性损伤牙周膜干细胞成骨分化功能对于提高临床牙周炎组织再生治疗效果极其重要。针对该问题,本项目利用界面诱导自组装技术,将含有干细胞来源凋亡小体的多肽水凝胶涂层结合在前期研发的仿生纳米羟基磷灰石/聚己内酯复合纳米纤维表面,构建一种缓释凋亡小体的功能化双相纳米纤维膜用于引导牙周组织再生治疗,以期通过靶向缓释凋亡小体,调控牙周膜干细胞的内质网钙离子通道蛋白TMCO1,抑制成骨分化关键转录因子Runx2的泛素化降解,进而恢复炎性损伤牙周膜干细胞的成骨分化功能,促进牙周炎组织的再生修复。本项目将在细胞和分子水平明确TMCO1作为炎性损伤牙周膜干细胞潜在治疗靶点的价值,同时进一步探讨凋亡小体调控炎性损伤牙周膜干细胞成骨分化功能的分子机制。本项目有望为牙周炎组织再生修复治疗提供新思路和综合治疗策略。
英文摘要
Chronic inflammation usually damages the osteogenic differentiation capability of periodontal ligament stem cells in periodontitis (P-PDLSCs). Rescuing the osteogenic differentiation capability of the injured P-PDLSCs is crucial to the reconstruction of damaged periodontal tissue in periodontitis. To address this issue, a functionalized biphasic nanofiber membrane will be developed for guided periodontal tissue regeneration in this project by loading the peptide hydrogel layer which contains stem cells-derived apoptotic bodies on the biomimetic apatite reinforced polycaprolactone composite nanofibers via surface-induced hydrogelation. It is hypothesized that the controlled released apoptotic bodies from materials could inhibit the ubiquitin-mediated degradation of Runx2, which is the key transcription factor during osteogenic differentiation of stem cells, and further rescue the osteogenic differentiation capability of the injured P-PDLSCs through the regulation of transmembrane and coiled-coil domains 1 (TMCO1), a Ca2+ leak channel in endoplasmic reticulum, eventually promoting the repair of periodontal tissue in periodontitis. To prove this hypothesis, the role of TMCO1 in P-PDLSCs will be determined in our project. Moreover, the detailed regulatory mechanism of apoptotic body on the osteogenic differentiation of P-PDLSCs will be explored at cellular and molecular levels. It is believed that our project will provide an enlightening insight into the strategies of periodontal regeneration treatment for patients with periodontitis.
项目背景:牙周炎的主要特征是牙周支持组织的持续性、不可逆性破坏,最终导致牙槽骨吸收和牙齿松动脱落。实现牙周炎组织的再生修复是治疗的重要目标。骨免疫稳态在牙周组织重建中起着关键作用,巨噬细胞能够响应外界信号,动态调节能量代谢,以在宿主资源使用和有效遏制感染损伤之间取得平衡。昼夜节律的核心功能是实现代谢效率的最优决策,强调能量调节对免疫细胞激活的重要性。机体每天产生大量凋亡胞外囊泡(ApoEVs),其对巨噬细胞代谢功能的调控机制尚不明确。本研究旨在提出一种ApoEVs的全新免疫调节机制,为开发基于ApoEVs的牙周组织再生治疗提供新策略..主要研究内容:本研究首先通过体内模型分析组织工程负载的骨髓间充质干细胞在体内的命运转归。通过STS诱导干细胞凋亡,提取ApoEVs并进行鉴定和表征。在大鼠牙周炎骨缺损模型中,通过micro-CT、组织学染色等方法评价ApoEVs的治疗效果,并检测其对巨噬细胞极化的调控作用。接着,通过转录组测序探索ApoEVs调控巨噬细胞M2极化的潜在机制,并检测ApoEVs治疗后核心节律基因及蛋白的周期性变化。最后,深入探讨ApoEVs调控巨噬细胞昼夜节律的具体生物学机制,验证其对骨免疫稳态的关键作用..重要结果及关键数据:本研究发现,组织工程支架负载的干细胞在植入宿主体内后短时间内会发生大量凋亡,而干细胞来源的凋亡产物ApoEVs能够通过调节巨噬细胞免疫稳态,发挥促进牙周组织再生的治疗作用。体外实验进一步显示,ApoEVs治疗有助于恢复炎症状态下巨噬细胞中昼夜节律核心基因Bmal1的表达,改善细胞昼夜节律。进一步研究表明,该调节作用通过Sirt1/Bmal1信号轴实现..科学意义:本研究探讨了ApoEVs在牙周组织工程中的应用潜力,揭示了ApoEVs通过调节骨免疫微环境促进骨组织修复再生的生物机制。结果表明,ApoEVs能够恢复巨噬细胞的昼夜节律,进而促进M2型极化,实现骨免疫稳态调节,从而促进牙周组织的再生修复。作为一种无细胞生物疗法,ApoEVs通过介导免疫细胞功能状态,优化组织再生修复过程,有助于理解干细胞衍生囊泡在组织工程中的作用,并为未来开发新的治疗策略提供指导.
二甲双胍缓释tHA/PCL引导组织再生膜的制备及其促牙周组织再生作用机制的研究
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批准号:31700850
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2017
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负责人:高翔
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依托单位:
国内基金
海外基金