SDF-1α基因转染BMSCs动员内皮祖细胞治疗兔激素性股骨头坏死
批准号:
81572121
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
康庆林
依托单位:
学科分类:
骨、关节、软组织损伤与修复
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
孙源、喻鑫罡、沈龙祥、徐佳、贾亚超、陈红浩
中文摘要
股骨头坏死致残率高,缺乏满意治疗方案,干细胞移植是一种很有前景的生物学疗法。细胞移植治疗股骨头坏死有两个关键点:提供可靠的成骨种子细胞;促进坏死区域的血管生成。BMSCs是目前移植效果较为肯定的种子细胞。我们在前期工作中证实,借助SDF-1α/CXCR4生物轴可快速动员并募集EPCs加速损伤血管内皮修复。在此基础上,本项目建立兔激素性股骨头坏死模型,将SDF-1α基因转染的BMSCs植入股骨头坏死区,修饰后的BMSCs可分化为成骨细胞,修复坏死区骨组织,并持续分泌SDF-1α,通过SDF-1α/CXCR4生物轴快速动员并自动俘获EPCs,促进坏死区再血管化,使成骨与血管生成同步进行。拟采用RT-PCR、Western blot等观察基因修饰对BMSCs增殖分化的影响,应用免疫荧光技术追踪移植细胞的分化及转归, 借助Micro-CT骨扫描、血流灌注技术评价坏死部位骨组织修复及血管再生情况。
英文摘要
Osteonecrosis of femoral head (ONFH) is characterized with progressive course and high disability. Various treatments can be used among which stem cell transplantation is considered as the most promising biological method. Generally, local transplantation of osteogenous seed cells and stimulative revascularization are believed to be the key points in stem cell transplantation for ONFH. Bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) represent a highly reliable candidate for cell-based therapeutic approaches. Our previous studies demonstrated that endothelial progenitor cells (EPCs) could be rapidly mobilized from bone marrow and recruited to accelerate the repair of damaged vascular endothelium through the SDF-1α/CXCR4 biological axis. In this study, BMSCs are transfected with SDF-1α and transplanted for treating steroid-induced ONFH in rabbits. SDF-1α transgenic BMSCs can differentiate into osteoblast and at the same time express SDF-1α continually. Then, autologous EPCs are mobilized and recruited to initiate rapid neovascularization and therefore promote osteogenesis in the necrotic lesion through the SDF-1α/CXCR4 biological axis. RT-PCR and Western blot are used to detect the changes of proliferation and differentiation of BMSCs after SDF-1α gene transfection. In vivo differentiation and survival are confirmed using immunofluorescence and immunohistochemistry. Bone regeneration and revascularization of the necrotic area of the femoral head are evaluated with the assistance of X ray, MRI, and Micro-CT scanning.
激素性股骨头坏死治愈率低,患者生活质量低。治疗激素性股骨头坏死有两个关键点:维持坏死区域血供,保证坏死区成骨活动。前期实验证实,借助SDF-1α/CXCR4生物轴可快速动员并募集EPCs加速损伤血管内皮修复。在此基础上,以SD大鼠激素性股骨头坏死模型为研究对象,本课题主要开展以下研究内容:(1)在股骨头坏死区域植入转染SDF-1α的骨髓间充质干细胞(SDF-1α-BMSCs),检测坏死区域SDF-1α的表达,是否可以通过SDF-1α/CXCR4生物轴快速募集EPCs至坏死区域,促进坏死区血管新生,使坏死区域成骨与血管生成同步进行;(2)沉默BMSCs中miR-137-3p的表达,检测沉默后RUNX2和SDF-1α的表达及成骨潜能,观察miR-137-3p沉默后BMSCs对ONFH的修复作用;(3)沉默BMSCs中生长分化因子(GDF11)的表达,沉默后检测骨髓间充质干细胞的成骨潜力,评估其对ONFH的修复价值;(4)收集和提取富含miR-26a的人外周血CD34+干细胞来源的外泌体(miR-26a-CD34+-Exos)对股骨头坏死区域的成骨和内皮损伤的抑制作用,同时促进坏死区域的成骨作用和血管生成活性。通过上述研究可得出以下结论:(1)植入SDF-1α-BMSCs至坏死区域可以同时促进成骨和血管生成,保护股骨头,避免坏死;(2)沉默miR-137-3p可以促进Runx2和SDF-1α的表达,然后促进股骨头坏死区域的成骨作用,并动员内皮祖细胞进入外周血以修复受损的血管并促进血管的血运重建坏死区;(3)沉默生长分化因子(GDF11)的表达可增强BMSCs的成骨潜能,可有效促进大鼠股骨头坏死区的成骨,并促进股骨头坏死的修复;(4)miR-26a-CD34+-Exos可以增强成骨作用并减弱内皮细胞损伤,并促进股骨头的成骨活性和血管生成。该项目的研究成果丰富了激素性ONFH的处理方案,并提供了理论依据。
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Identification of two novel COL10A1 heterozygous mutations in two Chinese pedigrees with Schmid-type metaphyseal chondrodysplasia
两个 Schmid 型干骺端软骨发育不良家系中两个新的 COL10A1 杂合突变的鉴定
DOI:
10.1186/s12881-019-0937-1
发表时间:
2019-12-19
期刊:
BMC MEDICAL GENETICS
影响因子:
--
作者:
[Kong, Lingchi, Shi, Li, Kang, Qinglin]
通讯作者:
Kang, Qinglin
DOI:
--
发表时间:
2018
期刊:
中国矫形外科杂志
影响因子:
--
作者:
[梁川, 康庆林, 贾亚超, 陈红浩, 熊飞]
通讯作者:
熊飞
Identification of a novel mutation of the NTRK1 gene in patients with congenital insensitivity to pain with anhidrosis (CIPA)
先天性疼痛不敏感伴无汗症 (CIPA) 患者 NTRK1 基因的新突变的鉴定
DOI:
10.1016/j.gene.2018.09.009
发表时间:
2018-12-30
期刊:
GENE
影响因子:
3.5
作者:
[Wang, Wen-bo, Cao, Yang-jia, Kang, Qing-lin]
通讯作者:
Kang, Qing-lin
Exosomes Secreted by Young Mesenchymal Stem Cells Promote New Bone Formation During Distraction Osteogenesis in Older Rats
年轻间充质干细胞分泌的外泌体促进老年大鼠牵张成骨过程中新骨的形成
DOI:
10.1007/s00223-019-00656-4
发表时间:
2020-02-26
期刊:
CALCIFIED TISSUE INTERNATIONAL
影响因子:
4.2
作者:
[Jia, Yachao, Qiu, Shuo, Chai, Yimin]
通讯作者:
Chai, Yimin
Bifocal osteosynthesis to treat radial shortening deformity with dislocation of the inferior radioulnar joint
双焦点接骨术治疗桡骨短缩畸形伴下尺桡关节脱位
DOI:
10.1186/s12891-019-2816-5
发表时间:
2019
期刊:
BMC Musculoskeletal Disorders
影响因子:
2.3
作者:
[Guan Junjie, Ruan Hongjiang, Yin Jimin, Chai Yimin, Kang Qinglin]
通讯作者:
Kang Qinglin
共 19 条
双重修饰人脐血内皮祖细胞来源外泌体靶向治疗激素性股骨头坏死的机制研究
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批准号:82072421
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项目类别:面上项目
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资助金额:55.0万元
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批准年份:2020
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负责人:康庆林
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依托单位:
基因枪转染SDF-1α基因自动捕获内皮祖细胞预防显微血管吻合后血栓形成
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批准号:81272000
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项目类别:面上项目
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资助金额:70.0万元
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批准年份:2012
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负责人:康庆林
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依托单位:
国内基金
海外基金