Biomimetic Apoptotic Particles for Macrophage-driven Oral Bone Regeneration

用于巨噬细胞驱动的口腔骨再生的仿生凋亡颗粒

基本信息

  • 批准号:
    10596206
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 4.28万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-04-01 至 2024-12-05
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

ABSTRACT Adequate bone quality, quantity, and wound repair in the oral cavity are crucial for treatment eligibility, as well as short and long-term success of dental implants. Successful restoration of a functional dentition requires an understanding of the endogenous bone repair process. Often overlooked, one of the first steps in osseous wound repair after trauma, such as in a dental extraction, is cell death and subsequent apoptotic cell (AC) clearance (efferocytosis) by macrophages. As a result of efferocytosis, macrophages secrete a variety of factors that facilitate regeneration, and swiftly alter their behavior in response to a multitude of physical and biological microenvironmental cues. CC-motif chemokine ligand 2 (CCL2), which is secreted by macrophages, mediates mesenchymal stem/progenitor cell (MSPC) recruitment to the wound site. Although previous work has largely focused on biochemical signals that drive CCL2 production, preliminary data in the current proposal suggests that the physical nature of AC engulfment drives cytoskeletal events and subsequent mechanotransductive signaling. Engulfment of apoptotic cells induces changes in macrophage shape, actin organization, and nuclear architecture that likely initiates CCL2 production. Understanding efferocytosis-induced intracellular forces and resulting signaling will inform the design of apoptotic cell mimics (ACM) as a regenerative therapy for patients whose age or co-morbidities impair wound healing capacity. The goals of this project are to determine the role of efferocytosis-induced macrophage mechanotransduction in bone repair and to promote reparative macrophage behavior using ACM, hence catalyzing the endogenous osseous wound healing response. The overall hypothesis is that macrophages promote osteogenic repair through efferocytosis-driven biophysical signaling, which can be recapitulated using apoptotic cell mimicry for a regenerative advantage. The two aims proposed are: 1) to connect CCL2 expression and macrophage phenotype with AC and ACM engulfment-induced changes to the cyto- and nucleoskeleton, and 2) to optimize and deliver ACM to promote macrophage-driven osteogenesis and improve bone repair in a clinically relevant oral osseous wound healing model. To accomplish these aims, first an in vitro co-culture system that allows for macrophage engulfment of AC and ACM will be used. This will be a valuable tool to identify and validate genes and proteins associated with mechanotransduction and osteogenic-repair that are similarly altered in both experimental groups. ACM with tunable size, stiffness, and degradability will be optimized to maximize CCL2 secretion given its role in MSPC recruitment. Next, we will use CCL/R2 genetic knockout mouse models to confirm the role of CCL2 in bone regeneration. We anticipate ACM treatment will induce cytoskeletal changes that result in CCL2 production and promote bone repair. The outcomes of this project will identify underexplored effects of post- efferocytosis macrophage mechanotransduction and reparative activity, providing mechanistic insights into bone regeneration, which can be used to establish new bone regeneration therapies for patients.
抽象的 口腔中足够的骨质量、数量和伤口修复对于治疗资格也至关重要 种植牙的短期和长期成功。成功修复功能性牙列需要 了解内源性骨修复过程。经常被忽视,骨伤口的第一步 创伤后修复(例如拔牙)是细胞死亡和随后的凋亡细胞 (AC) 清除 (巨噬细胞胞吞作用)。由于胞吞作用,巨噬细胞分泌多种因子 促进再生,并迅速改变其行为以应对多种物理和生物因素 微环境线索。 CC 基序趋化因子配体 2 (CCL2) 由巨噬细胞分泌,介导 间充质干细胞/祖细胞(MSPC)募集到伤口部位。尽管之前的工作很大程度上 当前提案中的初步数据表明,重点关注驱动 CCL2 产生的生化信号 AC 吞噬的物理性质驱动细胞骨架事件和随后的机械传导 发信号。凋亡细胞的吞噬引起巨噬细胞形状、肌动蛋白组织和核的变化 可能会启动 CCL2 生产的架构。了解胞吞作用诱导的细胞内力和 由此产生的信号传导将为凋亡细胞模拟物(ACM)的设计提供信息,作为患者的再生疗法 其年龄或合并症损害了伤口愈合能力。该项目的目标是确定角色 胞吞作用诱导的巨噬细胞机械转导在骨修复中的作用并促进修复 使用 ACM 调节巨噬细胞行为,从而催化内源性骨伤口愈合反应。这 总体假设是巨噬细胞通过胞吞作用驱动促进成骨修复 生物物理信号传导,可以使用凋亡细胞模拟来重现以实现再生 优势。提出的两个目标是:1)将 CCL2 表达和巨噬细胞表型与 AC 连接起来 和 ACM 吞噬诱导的细胞和核骨架变化,以及 2) 优化和递送 ACM 促进巨噬细胞驱动的成骨并改善临床相关口腔骨伤口的骨修复 治愈模型。为了实现这些目标,首先需要建立允许巨噬细胞的体外共培养系统 将使用 AC 和 ACM 的吞没。这将是识别和验证基因和蛋白质的宝贵工具 与机械转导和成骨修复相关,这在两个实验中都发生了类似的改变 组。具有可调尺寸、刚度和可降解性的 ACM 将经过优化,以最大限度地提高 CCL2 分泌 它在 MSPC 招募中的作用。接下来我们将利用CCL/R2基因敲除小鼠模型来证实其作用 CCL2 在骨再生中的作用。我们预计 ACM 治疗将引起细胞骨架变化,从而导致 CCL2 生产并促进骨修复。该项目的成果将确定后研究中尚未充分探索的影响 胞吞作用巨噬细胞机械转导和修复活动,提供对骨的机制见解 再生,可用于为患者建立新的骨再生疗法。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Rahasudha Kannan其他文献

Rahasudha Kannan的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Rahasudha Kannan', 18)}}的其他基金

Biomimetic Apoptotic Particles for Macrophage-driven Oral Bone Regeneration
用于巨噬细胞驱动的口腔骨再生的仿生凋亡颗粒
  • 批准号:
    10461732
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 4.28万
  • 项目类别:

相似国自然基金

依恋相关情景模拟对成人依恋安全感的影响及机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
生活方式及遗传背景对成人不同生命阶段寿命及死亡的影响及机制的队列研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    56 万元
  • 项目类别:
    面上项目
成人与儿童结核病发展的综合研究:细菌菌株和周围微生物组的影响
  • 批准号:
    81961138012
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    100 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
统计学习影响成人汉语二语学习的认知神经机制
  • 批准号:
    31900778
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Generation and characterization of a Cre-Lox regulated transgenic zebrafish model of SBMA
Cre-Lox 调节的 SBMA 转基因斑马鱼模型的生成和表征
  • 批准号:
    10784254
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 4.28万
  • 项目类别:
Volumetric analysis of epithelial morphogenesis with high spatiotemporal resolution
高时空分辨率上皮形态发生的体积分析
  • 批准号:
    10586534
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 4.28万
  • 项目类别:
Rhinovirus, airway smooth muscle, and mechanisms of irreversible airflow obstruction
鼻病毒、气道平滑肌和不可逆气流阻塞机制
  • 批准号:
    10735460
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 4.28万
  • 项目类别:
The role of LTBP2 in glaucoma
LTBP2在青光眼中的作用
  • 批准号:
    10608873
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 4.28万
  • 项目类别:
GPCR signaling during embryonic organ formation
胚胎器官形成过程中的 GPCR 信号传导
  • 批准号:
    10584164
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 4.28万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了