hUCB-MSCs归巢介导LPD靶向系统性组合基因治疗的软骨生物学响应及空化效应调控表达

批准号:
81272056
项目类别:
面上项目
资助金额:
70.0 万元
负责人:
王英振
依托单位:
学科分类:
H0611.运动系统疾病研究新技术与新方法
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
张海宁、孙伟、丁昌荣、吕成昱、冷萍、王丽、王昌耀、徐浩、黑静友
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中文摘要
多关节炎性疾病、损伤或退变的共同特点是关节软骨的破坏或磨损,是导致肢体废用的主要原因,其特点在于受累关节的多分布性。单部位治疗手段其效果较为有限,而系统性基因治疗是富有挑战性和广阔前景的前沿干预方式,尤其适用于多发关节软骨病损。本课题以灵长类动物为研究对象,选取兼有抗炎抑制破坏以及促软骨细胞增殖和基质合成作用的目的基因协同起效,利用安全性好、转染效率更高的LPD非病毒转染系统载体,以分化能力强、免疫耐受好的hUCB-MSCs介导,并从载体表面特异性抗体修饰获得免疫寻靶功能、原始干细胞归巢性能以及局部超声空化效应等多方面增强系统性基因治疗的靶向性和表达效率,将目的基因引导到达多处病变软骨部位进行表达,产生单次应用多点表达的效果。将上述诸因素进行有效整合,可在多部位关节软骨产生积极的生物学响应,有望对多部位关节病损皆出现有效的治疗效果。
英文摘要
The common characteristics of the multi-joint disease, injury or degeneration are the erosion or attrition of hyaline cartilage, which is the main reason for disability of extremities. Treatment on single joint is limit for such pathological change relate to multiple joints. Systemic gene therapy is the cutting-edge intervention rich in challenge and broad prospects, especially for the cartilage in multiple joints. In this research, primates were selected for detection of a combined systemic gene therapy to treat cartilage erosion in involved joints. Target genes with the features of anti-inflammatory and restrain degeneration, or promote the proliferation and matrix synthesis of chondrocytes act together within the hUCB-MSCs, which possess the advantages of powerful differentiate ability and prominent immune tolerance. The safer LPD non-viral transfection vector, with higher transfect efficiency, was used to enhance the level of targeted cytokine expression. Immune targeting function will be acquired by the modification of specific antibody on the surface of the vector. Targeting and express efficiency of the systemic gene therapy will also be augmented by homing property of primordial stem cells and local ultrasonic cavitation effect. The target genes will be guided to arrive at multiple sites with cartilage erosion and express in situ. By this means, single application will generate multiple expressions. By integration of these factors, positive biological response of cartilage will be aroused within multiple joints, so as to arise the effective treatment.
多关节炎性疾病、损伤或退变的共同特点就是多发关节内滑膜及软骨侵蚀或磨损,是导致肢体废用的主要原因,对于关节炎性疾患的治疗,系统性基因治疗是对多部位病变的有效治疗模式,具有较广阔的前景。本实验成功地合成pGPU6-GFP-anti- hCOX-2 siRNA1-4、 pIRES2-EGFP- IL-1Ra以及hIGF-1过表达基因,并完成了人脐血及骨髓间充质干细胞、软骨细胞、滑膜细胞、进行体外分离培养、鉴定,检测了目的基因在真核细胞BMSCs以及hUCBMSCs中的表达及转染后细胞的变化。通过慢病毒转染和表面修饰阴离子型LPD的制备完成了基因的转染,但LPD的转染效率过低。利用慢病毒转染hBMSCs沉默COX-2基因,并标记Molday ION Rhodamine-B™,对裸鼠和食蟹猴进行在体MRI示踪研究,发现实验组在基因、蛋白水平COX-2基因低表达。MIRB标记对hBMSCs生长、增殖、定向分化无影响,细胞移植后3w MIRB标记lenti-shCOX-2 hBMSCs在动物体内可被3.0TMRI有效追踪。利用改良弗氏完全佐剂制备了食蟹猴多发关节炎模型,并建立了骨性关节炎模型,分别利用MIRB标记慢病毒介导COX-2基因沉默的hBMSCs以及MIRB标记hUCBMSCs对动物模型进行体内示踪,细胞移植后1w,MRI观察到实验组动物OA造模膝关节内和肝脏上的低密度信号影,信号持续至移植后3w;在实验组动物膝关节韧带、滑膜及肝、脾、肺组织内均发现MIRB。用重组基因技术构建携带沉默COX-2 siRNA、IL-1Ra和hIGF-I过表达基因、绿色荧光蛋白基因的慢病毒载体,转染hBMSCs后,用于处理动物膝OA模型,发现关节腔内炎性介质降低,靶基因表达增高。利用超声空化效应对局部基因转染的影响进行检测,局部关节液中靶蛋白浓度的检测表明局部超声空化效应可增强转基因效率,提高靶基因在关节腔内的表达。集合国内外的研究成果和我们的工作基础,本研究利用组合式基因治疗,综合上述研究结果,有望产生一种新型、组合式、可监测的针对多关节病损的系统基因治疗模式。
期刊论文列表
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DOI:--
发表时间:2014
期刊:中国伤残医学
影响因子:--
作者:杜清峰;张海宁;姚如永
通讯作者:姚如永
DOI:--
发表时间:2014
期刊:中华骨科杂志.
影响因子:--
作者:张海宁
通讯作者:张海宁
DOI:--
发表时间:2013
期刊:中国组织工程研究杂志
影响因子:--
作者:王英振;张海宁;吕成昱;续宗耀
通讯作者:续宗耀
In vivo Tracking of novel SPIO-Molday ION Rhodamine-BTM-labeled Sliencing of COX-2 in Human Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cells with a shRNAmir lentivirus vector: a Preliminary Study.
使用 shRNAmir 慢病毒载体体内追踪人骨髓间充质干细胞中新型 SPIO-Molday ION 罗丹明 -BTM 标记的 COX-2 沉默:初步研究。
DOI:--
发表时间:2014
期刊:.Current Gene Therapy
影响因子:--
作者:haining-zhang;yingzhen wang
通讯作者:yingzhen wang
DOI:--
发表时间:2016
期刊:中国修复重建外科杂志
影响因子:--
作者:张海宁
通讯作者:张海宁
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