间充质干细胞复合其细胞外基质在修复骨关节炎软骨缺损中的应用及其机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81902264
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0608.骨、关节、软组织退行性病变
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Osteoarthritis (OA) is a common degenerative disease, which is often accompanied by cartilage defect. Up to date, cell hypertrophy, insufficient mechanical property, and low cartilage adhesion remain big challenges in tissue engineering repair of OA cartilage defect. Applicant’s study revealed that mesenchymal stem cell (MSC) derived extracellular matrix (ECM) could impregnate MSC to form MSC/ECM constructs, which could form engineered cartilage with low hypertrophy, mechanical property similar to that of native articular cartilage, and fill in cartilage explant defect with good adhesion with surrounding tissue in vitro. The low hypertrophic phenotype of MSC/ECM could be maintained subcutaneously in a mice model. Past literature reported that cartilage matrix production and components were correlated with the mechanical property and cartilage adhesion ability of engineered cartilage; Condensation degree was correlated with both cartilage matrix deposition and hypertrophic changes; Neural Ca2+ Dependent Cell Adhesion Molecule (N-cadherin) expression was positively correlated with Condensation degree. From the above, the applicant came to the hypothesis that MSC/ECM constructs could form engineered cartilage with reduced hypertrophy, mechanical properties similar to native cartilage and good integration with surrounding tissue at defect site under OA condition to repair OA cartilage defects and N-cadherin played a very important role in it. This project plans to test the hypothesis both in vitro and in vivo by using overexpression transfection, siRNA interference and atomic force microscopy technique, aiming to explore new strategies for OA cartilage repair via tissue engineering approaches.
骨关节炎(OA)是常见关节退行性疾病,常有软骨缺损。目前细胞肥大、机械强度不足及软骨结合力低是组织工程软骨修复OA软骨缺损的难题。申请人的研究发现间充质干细胞(MSC)复合其细胞外基质(ECM)形成的干细胞-ECM复合体可以在体外形成低肥大、高机械强度、强软骨结合能力的工程软骨并能在小鼠皮下保持低肥大。文献报道软骨基质及其相关组分与工程软骨机械强度、结合能力相关;MSC细胞凝聚(Condensation)与软骨基质生成及肥大相关;同时神经型钙离子依赖的细胞粘附素(N-cadherin)表达与凝聚强度正相关。提出假说:干细胞-ECM复合体可在OA关节中形成低肥大、高强度、强结合的工程软骨修复软骨缺损且N-cadherin在其中发挥重要作用。本项目拟采用过表达转染、siRNA干扰、原子力显微镜检测等技术,在体外与活体动物两个层面证实以上假说,旨在为组织工程修复OA关节软骨缺损提供新思路。

结项摘要

骨关节炎(OA)是最为常见的关节炎类型,常产生软骨缺损,且软骨缺损可进一步加重OA,但目前尚缺乏安全有效的治疗方式。基于水凝胶的软骨组织工程技术目前具备治疗潜力,但仍存在依赖交联剂、组织粘附性有限、缺乏细胞募集能力、种子细胞需手术提取和体外培养等缺陷。针对上述难题,本项目在FDA批准药用辅料F127基础上,创新通过多巴胺(Dopa)修饰引入邻苯二酚基团并利用辣根过氧化物酶(HRP)催化不同剂量过氧化氢(v/v)进行氧化,合成温敏性F127-DA-HRP 水凝胶。红外谱图、核磁谱图及相转变检测:在F127单体基础上,成功枝接了Dopa基团,并在摄氏20度下快速完成相转变;扫描电镜检测:温敏性F127-Dopa-HRP 水凝胶具有清晰明显的三维网络和微观孔隙结构;流变学测试:相比 F127 水凝胶,温敏性F127-Dopa-HRP 水凝胶具有更高的剪切弹性模量;粘附力测试:相比F127水凝胶,温敏性F127-Dopa-HRP 水凝胶具备更强的复合粘附力;体外骨髓间充质干细胞(MSC)相关实验:扫描电镜、 Calcein AM染色显示随着过氧化氢比例提升,F127-Dopa-HRP中出现明确的MSC粘附及聚集现象。体内软骨缺损修复实验:在缺损部位植入F127-Dopa-HRP 水凝胶4周后,番红固绿染色结果显示相比非填充组,水凝胶填充部位产生了连续均匀的新生软骨基质沉积。.本项目首次构建的温敏性F127-Dopa-HRP 水凝胶具有较好的温敏性能、流变学性能,具备一定的机械性能及粘附性,可有效支持MSC粘附及聚集,并可在体内有效修复关节软骨缺损,可望为骨关节炎软骨缺损修复提供潜在新方法。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Pain Intensity and Trajectory Following Intra-Articular Injection of Mono-Iodoacetate in Experimental Osteoarthritis: A Meta-Analysis of In Vivo Studies.
实验性骨关节炎关节内注射单碘乙酸后的疼痛强度和轨迹:体内研究的荟萃分析
  • DOI:
    10.1177/19476035221144748
  • 发表时间:
    2023-03
  • 期刊:
    CARTILAGE
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Jin, Hongyu;Yang, Yuanheng;Lei, Guanghua;Zeng, Chao;He, Ke;Wang, Yilun;Deng, Caifeng;Wei, Jie;Li, Xiaoxiao;Li, Hui
  • 通讯作者:
    Li, Hui

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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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