抑制瘢痕化修复的TGF-β3自复制信使RNA促进腱骨再生及其机制研究
批准号:
82102618
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
李亘
依托单位:
学科分类:
骨、关节、软组织退行性病变
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
李亘
中文摘要
目前,针对肩袖退变损伤术后再撕裂尚无有效治疗方法。研究表明,转化生长因子β3可抑制瘢痕形成,促进腱骨交界区域重建。但TGF-β3作为蛋白药物直接使用受到作用时间及效率限制。本项目通过构建自复制信使RNA,并基于迈克尔加成反应与氢键结合原理构建编码 TGF-β3的sa-mRNA的脂质体/水凝胶体系。通过将sa-mRNA导入细胞质内,促使细胞内持续翻译TGF-β3蛋白,从而持续抑制瘢痕形成并促进腱骨再生。通过本项目的实施,明确sa-mRNA设计、构建及持续翻译相应靶蛋白的分子机理;探讨该体系对其携载的sa-mRNA的保护与调控释放规律;确定TGF-β3sa-mRNA抑制瘢痕形成促进腱骨修复的机制;揭示抑制瘢痕与腱骨交界区域修复重建的之间的内在联系;阐明该体系抑制瘢痕化修复并促进腱骨修复的机制。本课题有望为肩袖退变损伤术后再撕裂提供有效的解决方法。
英文摘要
The occurrence of recurrent tear after rotator cuff injury seriously affects the functional rehabilitation of patients. At present, there is no effective treatment for poor healing and scar formation in tendon bone junction area. Studies have shown that transforming growth factor β3(TGF-β3) can inhibit scar formation and promote reconstruction of tendon-bone junction region. However, the direct use of TGF-β3 as a protein drug is limited by many conditions. This project combines the characteristics of mRNA therapy to construct self-amplifying mRNA(sa-mRNA), and constructs a transmembrane peptide-liposome/gelatin hydrogel system carrying TGF-β3 sa-mRNA based on the principles of Michael addition reaction and hydrogen bonding. By introducing TGF-β3 sa-mRNA into cytoplasm, it can promote the continuous translation of TGF-β3 protein in cells, inhibit scar formation and promote tendon bone regeneration. Through the implementation of this project, the action rule of TGF-β3 sa-mRNA in the system is explored, the inhibitory effect of TGF-β3 on scar repair and the action mechanism of promoting tendon bone regeneration are clarified, and the action mechanism of the system on rotator cuff injury repair in animal models is revealed. This subject is expected to provide new therapeutic ideas and theoretical basis for rotator cuff injury tendon bone regeneration.
本项目针对腱骨交界区域损伤修复的临床难题,创新性地构建了一种基于mRNA技术的水凝胶微球递送体系,旨在通过TGF-β3蛋白的持续表达促进组织再生与修复。研究以mRNA的蛋白替代作用为核心,设计并优化了可携载自复制mRNA(sa-mRNA)的功能化GelMA水凝胶微球体系,结合阳离子穿膜肽修饰的脂质体(CPP-LIP),实现了mRNA的高效递送与控释。主要研究内容包括:(1)构建TGF-β3 mRNA及sa-mRNA,并通过迈克尔加成反应与氢键结合原理将其负载于脂质体,形成mRNA/LIP复合物;(2)利用微流控技术制备多孔GelMA水凝胶微球,进一步构建mRNA/LIP@GelMA递送体系;(3)通过体外细胞实验验证体系生物相容性,并探究TGF-β3 mRNA对成骨、软骨及肌腱细胞增殖分化的调控作用;(4)建立大鼠肩袖损伤模型,评估该体系在动物体内的修复效果及分子机制。本研究将自复制mRNA与可注射水凝胶微球结合,为mRNA递送提供了高效、可控的新策略,同时揭示了TGF-β3调控组织修复的分子机制。项目成果包括发表论文5篇、申请专利1项,获中华医学科技奖三等奖、上海医学科技奖一等奖、东方英才青年项目。该技术为肩袖损伤腱骨愈合临床治疗提供了理论依据与基础,具有重要的转化潜力。
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