SMYD1介导骨髓微环境表观遗传调控间充质干细胞衰老的作用机制研究
结题报告
批准号:
81873669
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
李长俊
依托单位:
学科分类:
H0712.骨转换、骨代谢异常及钙磷代谢异常
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
沈弈、郭奇、黄燕、杨觅、彭慧、文镜翔、周小晴、余楠希
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中文摘要
衰老微环境调控骨髓间充质干细胞(BMSCs)衰老的表观遗传机制尚不清楚。我们前期研究发现衰老骨髓微环境促进BMSCs衰老,并筛选出关键表观遗传因子:组蛋白H3第4位赖氨酸(H3K4)甲基化酶SMYD1。本课题拟从此着手,提出“骨髓衰老微环境上调BMSCs表观遗传因子SMYD1,其通过甲基化H3K4激活衰老靶基因,促进BMSCs衰老,引起老年性骨质疏松”的假说。为了验证此假说,首先我们检测骨髓微环境对BMSCs衰老及SMYD1的作用;其次构建BMSCs特异性SMYD1基因敲除/转基因小鼠,观察BMSCs衰老及骨量的变化;识别SMYD1下游H3K4靶基因,构建SMYD1/H3K4调控BMSCs衰老的信号通路网络;最后,探究BMSCs适配体-siRNA-SMYD1复合物能否减缓BMSCs衰老,促进骨形成。本项目的顺利开展将为探索老年性骨质疏松发病机理与防治策略提供新思路。
英文摘要
The epigenetic regulation of senescent microenvironment on bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) senescence remains unclear. Here, we found that senescent bone marrow microenvironment promoted BMSCs senescence and identified a key epigenetic factor: histone H3 lysine 4 (H3K4) methylase SMYD1. Therefore, we hypothesize that “bone marrow senescent microenvironment upregulates SMYD1 expression in BMSCs, which activates senescent related genes by methylation of H3K4 and thus induces BMSCs senescence, causing senile osteoporosis”. To test this hypotheses, first, we will measure the role of senile bone marrow supernatant on the BMSCs senescence and SMYD1 gene expression; Second, BMSCs specific SMYD1 knockout mice and transgenic mice will be constructed to measure the effects of SMYD1 on BMSCs senescence and bone mass; then, the downstream pathways network of SMYD1/H3K4 will be identified and constructed; at last, we will test whether BMSCs aptamer-siRNA-SMYD1 could inhibit the senescence of BMSCs and promote bone formation in aged mice. The completion of this project will illustrate the pathogenesis and supply new ideas for prevention and treatment strategies of senile osteoporosis.
根据全国流行病学调查估算,我国有2亿以上的人群存在低骨量问题,其中60岁以上人群中老年性骨质疏松在老年人群中发病率高达56%。老年性骨质疏松症存在发病率高、易致骨折、骨折致死率高等特点,对我国人民生命健康的危害日益严重,造成了沉重的经济压力和社会的负担。衰老是增龄性骨丢失与老年性骨质疏松发生的决定性因素。细胞在衰老过程中产生衰老相关分泌表型(senescence-associated secretory phenotype, SASP),释放促炎因子、生长因子及趋化因子等一系列细胞因子,改变骨髓微环境,导致骨髓间充质干细胞(BMSCs)衰老、成骨分化减退及成脂分化增强等一系列生物学功能改变,引起骨骼衰老性变化导致老年性骨质疏松。通过高通量测序筛选、细胞分子实验、构建转基因小鼠模型、衰老小鼠模型、骨质疏松症模型以及骨折模型等方法,我们发现在衰老过程中,衰老的免疫细胞在骨髓腔中累积,释放相关因子调控BMSCs上的Plexin-B2受体,使骨髓腔内成骨细胞减少,脂肪细胞堆积增加,出现衰老相关的BMSCs 命运分化偏移,导致骨骼衰老以及骨质疏松症。
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
Senescent immune cells release grancalcin to promote skeletal aging
衰老免疫细胞释放大钙素促进骨骼衰老
DOI:10.1016/j.cmet.2021.08.009
发表时间:2021-10-05
期刊:CELL METABOLISM
影响因子:29
作者:Li, Chang-Jun;Xiao, Ye;Luo, Xiang-Hang
通讯作者:Luo, Xiang-Hang
Cathepsin K(+) Non-Osteoclast Cells in the Skeletal System: Function, Models, Identity, and Therapeutic Implications.
骨骼系统中的组织蛋白酶 K 非破骨细胞:功能、模型、身份和治疗意义
DOI:10.3389/fcell.2022.818462
发表时间:2022
期刊:Frontiers in cell and developmental biology
影响因子:5.5
作者:
通讯作者:
Obesity and Bone Health: A Complex Link.
肥胖与骨骼健康:复杂的联系
DOI:10.3389/fcell.2020.600181
发表时间:2020
期刊:Frontiers in cell and developmental biology
影响因子:5.5
作者:Hou J;He C;He W;Yang M;Luo X;Li C
通讯作者:Li C
miR-188-3p targets skeletal endothelium coupling of angiogenesis and osteogenesis during ageing.
miR-188-3p靶向衰老过程中血管生成和骨生成的骨骼内皮偶联
DOI:10.1038/s41419-022-04902-w
发表时间:2022-05-25
期刊:CELL DEATH & DISEASE
影响因子:9
作者:He, Wen-Zhen;Yang, Mi;Jiang, Yangzi;He, Chen;Sun, Yu-Chen;Liu, Ling;Huang, Mei;Jiao, Yu-Rui;Chen, Kai-Xuan;Hou, Jing;Huang, Min;Xu, Yi-Li;Feng, Xu;Liu, Ya;Guo, Qi;Peng, Hui;Huang, Yan;Su, Tian;Xiao, Ye;Li, Yusheng;Zeng, Chao;Lei, Guanghua;Luo, Xiang-Hang;Li, Chang-Jun
通讯作者:Li, Chang-Jun
Bone and Muscle Crosstalk in Aging.
衰老过程中的骨骼和肌肉串扰
DOI:10.3389/fcell.2020.585644
发表时间:2020
期刊:Frontiers in cell and developmental biology
影响因子:5.5
作者:He C;He W;Hou J;Chen K;Huang M;Yang M;Luo X;Li C
通讯作者:Li C
粒钙蛋白阳性免疫细胞亚群调节FAPs成脂分化在肌少症中的作用机制
  • 批准号:
    82261160397
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    李长俊
  • 依托单位:
粒钙蛋白阳性免疫细胞亚群在骨关节炎中的作用机制
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    100万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    李长俊
  • 依托单位:
代谢性骨病学
  • 批准号:
    81922017
  • 项目类别:
    优秀青年科学基金项目
  • 资助金额:
    120万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    李长俊
  • 依托单位:
miR-188通过调节间充质干细胞衰老影响骨折愈合的作用机制研究
  • 批准号:
    2018JJ3863
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    李长俊
  • 依托单位:
脂肪巨噬细胞外泌体-miR-1945通过影响BMSCs成骨与成脂命运调节骨代谢的作用机制研究
  • 批准号:
    81802209
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    李长俊
  • 依托单位:
国内基金
海外基金