“双靶向”应用机械应力条件下人脐血MSCs来源外泌体对牵张成骨的作用及其可能机制
批准号:
82071088
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
李汶洋
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:
李汶洋
中文摘要
本项目针对牵张成骨(DO)治疗所面临的临床难题及干细胞外泌体(Exos)治疗目前的瓶颈问题,提出了新的研究思路:首先,运用机械应力(MS)刺激人脐血干细胞(HucMSCs)获得MS-Exos,通过增强HucMSCs的旁分泌效应来提高其外泌体的生物学活性和功能;然后,构建对外泌体具有高亲和力、高特异性的DNA水凝胶,实现MS-Exos的高效富集和无伤分离,进而最大可能地保留MS-Exos的治疗效力;最后,将提取出来的MS-Exos与BMMSCs特异性的aptamer连接,进而将MS-Exos靶向递送至DO区域内的BMMSCs中,最终在DO过程中实现MS-Exos的骨靶向治疗。综上所述,本项目这一靶向Exos分离和靶向Exos治疗的“双靶向”研究方案,不仅会为临床DO的精准治疗提供新的策略,还将为干细胞Exos治疗在骨组织再生领域的应用揭开新的序幕。
英文摘要
Regarding the clinical problems of distraction osteogenic (DO) treatment and the current bottleneck ofstem cell-derived exosomes (Exos) therapy, this project puts forward a new research plan. First, mechanical stress (MS) is used to stimulate human umbilical cord blood stem cell (HucMSCs) to obtian the MS-Exos with increased biological activity and function by enhancing the paracrine effect of HucMSCs. Then, a DNA hydrogel with high affinity and high specificity for Exos is constructed to achieve efficient enrichment and non-invasive separation of MS-Exos, which will retain the therapeutic efficacy of MS-Exos as much as possible. Last, the extracted MS-Exos is connected with BMMSCs-specific aptamer, and then the MS-Exos-aptamer complex is targetedly delivered to the BMMSCs in the distraction gap, and thus the bone-targeted therapy of MS-Exos is achieved in the process of DO. To sum up, the double targeting application of MS-Exos will not only provide a new strategy for clinical accurate DO treatment, but also open a new prelude for the application of stem cell Exos therapy in the field of bone regeneration.
如何促进牵张成骨(DO)过程中新骨生成的速度及质量,进而缩短DO的治疗周期,一直是临床医学亟需解决的难题之一。迄今为止,已有许多的报道提示干细胞外泌体(Exos)具有类似甚至效果更优异的干细胞样的促进骨再生的功能。在本项目的前期研究中,我们发现缺氧条件可以明显地促进人脐带间充质干细胞(HucMSCs)外泌体的释放。然而,目前尚不清楚在缺氧条件下HucMSCs来源的Exos是否比常规条件下的Exos对DO的作用更大。本项目中,我们首先构建了携带Exos的“双靶向”功能化PEG水凝胶,来达到双靶向应用Exos的目的。我们的研究证实该水凝胶对Exos和BMSCs具有良好的结合能力,并能够基于8-OHdG进行环境响应,控制Exos的释放,生物相容性良好且能够促进BMSCs的迁移和定植。此外,在氧化应激微环境下,我们发现H-Exos具有维持SOD酶活性,清除ROS的作用,展现出更强的抗氧化应激能力,进而能够在氧化应激状态下增强BMSCs的增殖活性,并促进其成骨向分化基因ALP、Runx2、Col-1、OCN的表达。同时,在体内实验中,组织学和影像学的结果也证实携带H-Exos的“双靶向”功能化水凝胶对SD大鼠胫骨的DO过程具有显著的促进作用。在具体分子机制方面,我们通过miRNA测序及生物信息学分析等相关技术研究发现:在BMSCs发生氧化应激的情况下,H-Exos中富含的miR-377-3p可通过结合NRF1,并抑制NRF1的表达,进而通过抑制PGC-1α/HO-1信号通路,最终影响BMSCs的增殖与分化。本研究针对DO治疗所面临的临床难题以及干细胞Exos治疗目前的瓶颈问题,我们提出了这一“双靶向”的研究方案,不仅会为临床DO的精准治疗提供新的策略,还将为干细胞Exos治疗在骨组织再生领域的应用提供了理论依据。
RANK蛋白的S-棕榈酰化修饰调控破骨细胞活化在骨质疏松骨折中的
作用和机制研究
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2024
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负责人:李汶洋
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依托单位:
鸢尾素Irisin对牵张成骨的影响及其分子机制研究
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批准号:81600832
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:17.0万元
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批准年份:2016
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负责人:李汶洋
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依托单位:
国内基金
海外基金