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人羊水来源干细胞骨向分化研究及其在牙槽骨缺损修复中的应用
结题报告
批准号:
81371122
项目类别:
面上项目
资助金额:
70.0 万元
负责人:
沈国芳
依托单位:
学科分类:
H1502.口腔颅颌面组织器官缺损修复与再生
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
郭礼和、张建军、司家文、袁灏、代杰文、于德栋、朱小芳、张剑飞
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中文摘要
人羊水来源干细胞(hAFSC)作为一种新型干细胞,已被证明具有明确的骨向分化潜能,应用hAFSC和组织工程技术有望为牙槽骨畸形和缺损的修复重建提供新的治疗途径。目前,hAFSC的基础和应用研究尚处于起步阶段。我们的先期研究发现hAFSC较人骨髓基质干细胞(hBMSC)表现出更强的成骨能力,且添加BMP-2和BMP-7均可有效促进其骨向分化。为了进一步比较hAFSC与hBMSC的成骨能力差异,探索促进hAFSC骨向分化的有效途径,并评价hAFSC修复牙槽骨缺损的应用效果,本课题拟深入研究hAFSC与hBMSC成骨过程中的细胞生物学特征、成骨关键基因和miRNA表达的差异,并从多水平分析BMP-2/BMP-7基因共转染对hAFSC骨向分化的作用及其机制,继而将其应用于裸鼠异位成骨和大鼠牙槽骨缺损修复研究。总之,本课题兼具可行性与先进性,研究结果有望为牙槽骨缺损修复的提供新的理论依据和治疗途径。
英文摘要
Human amniotic fluid-derived stem cell (hAFSC), one new-type of stem cells, has been proved to be capable of osteogenic differentiation. hAFSC combined with tissue engineering could be used to provide a new therapeutic approach for dental aloveolar deformity and defects. Currently, the basic and applied research on hAFSC are still in its infancy.In our previous study, it was demonstrated that hAFSC showed stronger osteogenic capability than human bone marrow stromal cell (hBMSC) did. Both BMP-2 and BMP-7 could effectively promote osteogenic differentiation of hAFSC. In order to further compare the osteogenic potential of hAFSC and hBMSC, promote osteogenic differentiation of hAFSC and evaluate the effects of hAFSC in reconstruction of dental alveolar bone defects, we intend to further study the biological characteristics, key osteogenic genes and miRNA expression differences of hAFSC and hBMSC in osteogenic differentiation. We also plan to utilize multi-level analysis to study the effects and mechanism of human BMP-2/BMP-7 gene co-transfection on osteogenic differentiation of hAFSC. Finally we study the performance of hAFSC in nude mice ectopic bone formation and reconstruction of dental alveolar bone defects in SD rat model. In summary, this project is of feasable, advanced and promising nature in exploring new theories and approaches for alveolar bone defects reconstruction.
一、项目背景:羊水细胞除了用于产前诊断之外,还可成为极具前景的干细胞源。迄今为止,人羊水来源干细胞(hAFSCs)与骨髓间充质干细胞(hBMSCs)的成骨能力差异及其机制尚不明确,hAFSCs在牙槽骨缺损重建的应用研究尚存在较大空白。.二、主要研究内容:1 hAFSCs、hBMSCs的分离、培养、表型分析及多向分化潜能鉴定;2 hAFSCs和hBMSCs体外骨向诱导分化对比研究;3 hAFSCs和hBMSCs体内骨向分化对比研究;4 hAFSCs和hBMSCs差异表达基因Foxc2在成骨分化过程中的作用研究;5 hAFSCs修复大鼠牙槽骨临界缺损试验。.三、重要结果:1 hAFSCs较hBMSCs具有不同的细胞生物学特性,在成骨诱导后具有不同的基因表达谱特征;2 hAFSCs及hBMSCs均能促进b-TCP材料在裸鼠皮下的局部组织矿化;3 叉状核蛋白Foxc2在未分化hAFSCs和hBMSCs中存在差异表达;4 成功制备大鼠上颌牙槽骨极限缺损模型,利用hAFSCs结合富血小板血浆可以促进大鼠牙槽骨局部骨组织再生。.四、关键数据: hAFSCs及hBMSCs均能参与体内外成骨分化过程,并促进裸鼠皮下成骨特异性蛋白OCN和OPN表达;hAFSCs较hBMSCs体外骨向分化过程中碱性磷酸酶水平及矿化水平为高,在成骨诱导后较hBMSCs差异化表达成骨相关基因28种,其中Foxc1和Foxc2在hAFSCs成骨分化中的上调引起我们的注意;未分化hAFSCs低表达Foxc2而hBMSCs则表达较高水平Foxc2,成骨诱导液和BMP-2均可显著上调hAFSCs细胞中Foxc2的mRNA和蛋白质水平,且Foxc2表达的上调与BMP-2呈剂量依赖性关系;过表达Foxc2可显著抑制小鼠前成骨细胞MC3T3-E1和小鼠胚胎干细胞C3H10T1/2的细胞增殖活性,促进细胞内成骨分化关键转录因子Runx2和碱性磷酸酶的表达,抑制C3H10T1/2细胞体外脂向分化及成脂分化关键转录因子Ppar-γ的表达;利用hAFSCs结合富血小板血浆同期修复大鼠牙槽骨极限缺损可以显著提高局部骨组织再生。.五、科学意义:采用体外细胞实验与动物体内实验相结合的方法发现了hAFSCs与hBMSCs的成骨分化差异并针对其中的关键差异表达基因Foxc2开展了初步机制研究,提示hAFSCs可为牙槽骨缺损重建提供新途径。
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
Osteogenic Differentiation of Human Amniotic Epithelial Cells and Its Application in Alveolar Defect Restoration
人羊膜上皮细胞的成骨分化及其在肺泡缺损修复中的应用
DOI:10.5966/sctm.2014-0118
发表时间:2014-12-01
期刊:STEM CELLS TRANSLATIONAL MEDICINE
影响因子:6
作者:Si Jiawen;Zhang Jianjun;Guo Lihe
通讯作者:Guo Lihe
DOI:--
发表时间:2015
期刊:中国细胞生物学学报
影响因子:--
作者:司家文;沈国芳;郭礼和
通讯作者:郭礼和
DOI:10.4252/wjsc.v7.i1.149
发表时间:2015-01
期刊:World journal of stem cells
影响因子:4.1
作者:Jiawen Si;Xu-Dong Wang;S. G. Shen
通讯作者:Jiawen Si;Xu-Dong Wang;S. G. Shen
Characterization of a micro-roughened TiO2/ZrO2 coating: mechanical properties and HBMSC responses in vitro
微粗糙化 TiO2/ZrO2 涂层的表征:体外机械性能和 HBMSC 响应
DOI:10.1093/abbs/gmu040
发表时间:2014
期刊:Acta Biochimica et Biophysica Sinica
影响因子:3.7
作者:Si Jiawen;Zhang Jianjun;Liu Sha;Zhang Wenbin;Yu Dedong;Wang Xudong;Guo Lihe;Shen Steve G. F.
通讯作者:Shen Steve G. F.
DOI:--
发表时间:2014
期刊:国际口腔医学杂志
影响因子:--
作者:司家文;郭礼和;沈国芳
通讯作者:沈国芳
核壳梯度粘弹性PEGS/MBG双相支架引导髁突缺损原位一体化修复再生的基础应用研究
  • 批准号:
    81970973
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    沈国芳
  • 依托单位:
FGF9/Msx2信号轴在创伤性颞下颌关节周围异位骨化中的作用及其机制研究
  • 批准号:
    81771036
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    51.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    沈国芳
  • 依托单位:
FOXC2在颌面部骨组织再生和甲状旁腺激素响应中的作用及机制研究
  • 批准号:
    81570947
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    沈国芳
  • 依托单位:
计算机辅助颅颌面整形外科手术规划与高精度手术导航系统关键技术研究
  • 批准号:
    30872906
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    沈国芳
  • 依托单位:
三维导航技术在颅颌面骨畸形整复中的开发与应用研究
  • 批准号:
    30471897
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    21.0万元
  • 批准年份:
    2004
  • 负责人:
    沈国芳
  • 依托单位:
国内基金
海外基金