剪切应力通过正负反馈信号途径影响成骨细胞功能的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    10972177
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    41.0万
  • 负责人：
    张建保
  • 依托单位：
    西安交通大学
  • 学科分类：
    A1002.多尺度力学生物学
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

剪切应力是调节成骨的主要力学因子。针对目前骨质疏松等相关疾病发病率高，发病机理与治疗方法还需深入研究的现状，本课题提出了剪切应力主要通过PLA2-COX2-PGH2信号途径相关的正、负反馈通路影响成骨细胞功能的假说，拟以MC3T3-E1细胞为研究对象，使用细胞与分子生物学方法，通过检测剪切应力作用下，信号通路中关键因子，尤其是cAMP、NFkappaB、PPARγ等的变化以及它们对成骨细胞增殖与分化功能的影响，验证该正、负反馈信号通路的存在，探索其它剪切应力力学生物效应相关途径与该正、负反馈通路之间相互作用的规律，发现剪切应力影响成骨细胞功能的信号网络，较全面地阐述剪切应力影响成骨细胞功能的力学生物学机理。本课题的研究有重要的科学意义，对药物与力学因子结合治疗骨质疏松等疾病有较大的指导价值。

结项摘要

剪切应力能够通过钙离子、PLA2、COX-2途径影响成骨细胞的增殖与分化。我们知道，剪切应力刺激成骨细胞诱发细胞内钙离子浓度瞬态升高，升高的钙离子激活PLA2，PLA2能够通过脂质代谢途径，并在COX-2催化下产生PGH2，PGH2在PGE2与PGD2合成酶的作用下分别生成PGE2与PGD2。已有的研究结果表明PGE2能够通过旁分泌途径影响细胞内的cAMP，并进一步提高COX-2及其活性形成正反馈，使剪切应力刺激细胞增殖与分化效应大幅度提高。但关于PGD2的作用研究甚少。本课题提出了剪切应力能够通过PGD2途径使COX-2减少，进而形成负反馈调节剪切应力的细胞生物学效应。本课题主要取得了以下结果：.1、.阐明了剪切应力通过使细胞膜去极化、打开L-型钙离子通道以及力敏感的阳离子通道，使细胞膜附近钙离子浓度局部升高，引起ATP分泌，并通过膜上ATP受体产生IP3,诱发了胞内钙瞬态产生的机理，并建立了数学模型；.2、.发现了电磁场可以通过调控细胞内钙瞬态进一步增强剪切应力的力学生物学效应;.3、.PGE2以浓度依赖的方式促进MC3T3-E1成骨样细胞的增殖；.4、.MC3T3-E1成骨样细胞的增殖随PGD2/PGE2比值增加而减少；.5、.成骨细胞在流体剪切应力刺激下，通过环氧合酶通路，下调PPARγ表达，激活核因子κB并促进其向细胞核内转移，并上调Runx2、COX2、IGF-1、OCN等基因的表达，进而促进成骨细胞的增殖；.6、.环格列酮可以激活PPARγ并显著上调成骨细胞PPARγ的表达，环格列酮激活PPARγ后通过抑制核因子κB抑制了Runx2、COX2、IGF-1、OCN等成骨细胞增殖、分化相关基因的表达，进而抑制成骨细胞的增殖；

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Effects of PEMF and glucocorticoids on proliferation and differentiation of osteoblasts
PEMF和糖皮质激素对成骨细胞增殖和分化的影响
  • DOI：
    10.3109/15368378.2012.662196
  • 发表时间：
    2012-01-01
  • 期刊：
    ELECTROMAGNETIC BIOLOGY AND MEDICINE
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Esmail, Mohammed Y.;Sun, Lijun;Zhang, Jianbao
  • 通讯作者：
    Zhang, Jianbao
EFFECTS OF FLUID SHEAR STRESS AND CIGLITAZONE ON OSTEOBLASTS
流体剪切应力和西格列酮对成骨细胞的影响
  • DOI：
    10.1142/s0219519412005022
  • 发表时间：
    2012-10
  • 期刊：
    Journal of Mechanics in Medicine and Biology
  • 影响因子：
    0.8
  • 作者：
    张建保
  • 通讯作者：
    张建保
钙依赖途径在高糖致心肌细胞肥大中的作用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    西安交通大学学报(医学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    徐浩;孙丽君;张建保
  • 通讯作者：
    张建保
Evaluation to the antioxidant activity of total flavonoids extract from persimmon (Diospyros kaki L.) leaves
柿叶总黄酮提取物的抗氧化活性评价
  • DOI：
    10.1016/j.fct.2011.07.042
  • 发表时间：
    2011-10-01
  • 期刊：
    FOOD AND CHEMICAL TOXICOLOGY
  • 影响因子：
    4.3
  • 作者：
    Sun, Lijun;Zhang, Jianbao;Zhang, Yali
  • 通讯作者：
    Zhang, Yali
Estimating the cortex and autonomic nervous activity during a mental arithmetic task
评估心算任务期间的皮层和自主神经活动
  • DOI：
    10.1016/j.bspc.2011.06.001
  • 发表时间：
    2012-05
  • 期刊：
    Biomedical Signal Processing and Control
  • 影响因子：
    5.1
  • 作者：
    Yu, Xiaolin;Zhang, Jianbao
  • 通讯作者：
    Zhang, Jianbao

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    张晓军

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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