微孔化脱细胞基质复合干细胞片促进软骨界面整合及机制的研究

批准号:
81401779
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
23.0 万元
负责人:
齐义营
依托单位:
学科分类:
H0604.骨、关节、软组织损伤与修复
结题年份:
2017
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
冯刚、沈炜亮、胡金艮、蔡友治、黄忠名、杜少华、孙凌凌、陈广南
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中文摘要
干细胞用于关节软骨修复是最具潜力和前景的领域之一,但是,当前没有一种方法能提供长期良好的治疗效果,最终再生软骨退变,导致骨关节炎发生,想获得长期并且良好的修复效果需要再生软骨与宿主软骨完好的整合。国内外尚无报道利用干细胞片复合脱细胞基质方法用于软骨界面整合和再生的新思路。本研究基于前期基础,将骨软骨脱细胞基质的软骨层微孔化,使自体来源的干细胞迁移、长入和体内释放的各种因子沉积,并复合富含胞外基质、重要细胞表面蛋白的间充质干细胞片技术,利用体外、体内骨软骨缺损模型,通过干细胞荧光示踪、分子生物学、组织学、免疫组化、偏振光、Western Blotting等评估软骨修复效率、与宿主软骨界面整合情况及软骨整合的可能机制,我们拟证实骨软骨脱细胞基质与干细胞片的结合能有效的促进软骨界面整合,并揭示软骨界面整合的SDF-1/CXCR4/R-Smads/Erk1/2可能信号通路,软骨层胶原纤维方向和界面整合能维持软骨的长期修复效果,为软骨修复的研究提供理论基础和试验依据。
英文摘要
Stem cells for repairing articular cartilage is one of the most potential and promising field. However; there is no method that can provide long-term and good therapeutic effect. The regenerated cartilage will degenerate eventually, thus osteoarthriris is inevitable. In order to achieve enduring healing and biomechanical competence, integration between neocartilage and host cartilage is imperative. It has not been reported that using novel stem cell sheets with abundant extracellular matrix for cartilage integration and regeneration. Based on our previous research basis, we will use microporous osteochondral decellular matrix combined with ADSC sheet, rich in ECM and surface proteins, for cartilage integration and regeneration and exploring its mechanism. The microporous cartilage layer of osteochondral ecellular matrix can guide and promote the migration, growth of autologous MSCs and the deposition of autologous secreted growth factors in vivo. The cartilage regeneration and integration will be evaluated by histology, immunohistochemistry, molecular biology and polarized light. The mechanism of cartilage integration will be detected through stem cell sheet fluorescent tracer, analyzing the related genes, proteins and signal pathways in cartilage interface and comparison to the indexes of cartilage interface integration after adding CXCR4 antagonists. We will confirm that the osteochondral decellular matrix combined with stem cell sheets can promote cartilage integration effectively, and reveal the signal pathway of the cartilage integration (SDF-1/CXCR4/R-Smads/Erk1/2). The collagen fiber orientation of surface cartilage layer and cartilage integration can maintain the long-term repair effect of cartilage repair. All this will provide a theoretical and experimental basis for the study of cartilage repair.
干细胞用于关节软骨修复是最具潜力和前景的领域之一,但是,当前没有一种方法能提供长期良好的治疗效果,最终再生软骨退变,导致骨关节炎发生,想获得长期并且良好的修复效果需要再生软骨与宿主软骨完好的整合。国内外尚无报道利用干细胞片复合脱细胞基质方法用于软骨界面整合和再生的新思路。.本研究基于前期基础,将骨软骨脱细胞基质的软骨层微孔化,使自体来源的干细胞迁移、长入和体内释放的各种因子沉积,并复合富含胞外基质、重要细胞表面蛋白的间充质干细胞片技术,利用体外、体内骨软骨缺损模型,在术后6周和12周通过干细胞荧光示踪、分子生物学、组织学、免疫组化、偏振光、Western Blotting等评估软骨修复效率、与宿主软骨界面整合情况及软骨整合的可能机制。.结果显示经脱细胞处理后软骨层的软骨细胞有效脱除,而且脱细胞处理对细胞外基质无明显影响;脂肪干细胞片随着时间延长,厚度逐渐增加,且伴随着相关基因的变化,能较高表达Collagen II,Aggrecan基因;在体外骨软骨缺损模型培养21天后,干细胞片仍然存活于软骨界面,包裹细胞片有益于骨软骨脱细胞基质与宿主软骨的连接及整合,为体内的修复提供依据和基础;在体内微孔化脱细胞基质复合干细胞片促进原位软骨再生与界面整合的研究中细胞片包裹微孔化脱细胞基质组显示了良好的软骨再生能力和界面整合作用,在术后6周及12周,胞片包裹微孔化脱细胞基质组的再生软骨的质量明显优于其余组,高表达细胞外GAG基质,软骨层胶原含量高于其余组,软骨相关的基因表达明显高于其余组;而且偏振光显示能维持垂直的胶原纤维方向,具有良好的力学。.根据软骨界面整合的可行机制和潜在机理,将干细胞片层技术结合骨软骨脱细胞基质支架的应用可以推广到其他不规则、大面积软骨缺损、甚至骨关节炎软骨缺损部位,为不同类型、不同疾病状态的软骨缺损修复指引方向,并继续完善其对大面积软骨缺损的修复效果和界面的整合能力,为临床应用提供安全有效的实验依据。
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
Adipose-derived stem cell sheet encapsulated construct of micro-porous decellularized cartilage debris and hydrogel for cartilage defect repair
脂肪干细胞片封装的微孔脱细胞软骨碎片和水凝胶构建体用于软骨缺损修复
DOI:10.1016/j.mehy.2017.10.004
发表时间:2017
期刊:Medical Hypotheses
影响因子:4.7
作者:Zhang Yuxiang;Lei Zhong;Qi Yiying;Di Tuoyu;Li Guoqi;Zhang Wenkai;Yan Weiqi
通讯作者:Yan Weiqi
Combining mesenchymal stem cell sheets with platelet-rich plasma gel/calcium phosphate particles: a novel strategy to promote bone regeneration
将间充质干细胞片与富含血小板的血浆凝胶/磷酸钙颗粒相结合:促进骨再生的新策略
DOI:10.1186/s13287-015-0256-1
发表时间:2015-12-21
期刊:STEM CELL RESEARCH & THERAPY
影响因子:7.5
作者:Qi, Yiying;Niu, Lie;Huang, Zhongming
通讯作者:Huang, Zhongming
Osteoarthritis prevention and meniscus regeneration induced by transplantation of mesenchymal stem cell sheet in a rat meniscal defect model.
间充质干细胞片移植在大鼠半月板缺损模型中预防骨关节炎和诱导半月板再生
DOI:10.3892/etm.2016.3325
发表时间:2016-07
期刊:Experimental and therapeutic medicine
影响因子:2.7
作者:Qi Y;Chen G;Feng G
通讯作者:Feng G
Combined Use of Mesenchymal Stromal Cell Sheet Transplantation and Local Injection of SDF-1 for Bone Repair in a Rat Nonunion Model
联合使用间充质基质细胞片移植和局部注射 SDF-1 在大鼠骨不连模型中进行骨修复
DOI:10.3727/096368916x690980
发表时间:2016-01-01
期刊:CELL TRANSPLANTATION
影响因子:3.3
作者:Chen, Guangnan;Fang, Tingting;Huang, Zhongming
通讯作者:Huang, Zhongming
DOI:10.3892/br.2015.522
发表时间:2015-11-01
期刊:BIOMEDICAL REPORTS
影响因子:2.3
作者:Chen, Guangnan;Qi, Yiying;Yan, Weiqi
通讯作者:Yan, Weiqi
基于Periostin软骨细胞能量代谢重塑与细胞黏附信号的协同作用促进软骨修复的机制与应用研究
- 批准号:MS25H060033
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2025
- 负责人:齐义营
- 依托单位:
Periostin调控CD146+ADSCs软骨分化、胶原形成促进软骨界面整合及机制研究
- 批准号:82072413
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:55万元
- 批准年份:2020
- 负责人:齐义营
- 依托单位:
基于Wnt5a的定向脱细胞软骨基质/MSCs组织工程软骨构建及促进界面整合的机制研究
- 批准号:81772325
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:齐义营
- 依托单位:
国内基金
海外基金
