IGFBP3在蛋白组织工程骨募集宿主MSCs参与骨形成过程中的作用机制研究

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基本信息

  • 批准号：
    31400827
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    邓墨渊
  • 依托单位：
    中国人民解放军第三军医大学
  • 学科分类：
    C1003.组织工程学
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2014
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Tissue engineering bone (TEB) is an important strategy for large bone-defect repair, and protein-based tissue engineering bone (PTEB) could recruit endogenous mesenchymal stem cells (MSCs) for bone regeneration, the mechanism in which is not clear. Our previous study showed that the expression of insulin-like growth factor binding protein 3(IGFBP3) was strongly elevated in PTEB compared to the control scaffold, and the expression of transforming growth factor beta receptor II(TβRII) was up-regulated significantly during IGFBP3 promoted the migration of MSCs. The hypothesis is put forward that IGFBP3 directly actives TβRII/Smad, and IGFBP3/TβRII/Smad pathway would play an important role on PTEB-induced recruitment of endogenous MSCs for bone regeneration. The study firstly intends to demonstrate the interaction between IGFBP3 and TβRII. The the role of IGFBP3/TβRII/Smad pathway on MSCs migration and cell cytoskeleton rearrangement would be analyzed. Secondly, the effects of IGFBP3 signaling pathway on migration of MSCs would be evaluated in vitro to clarify the mechanism of MSCs migration induced by PTEB. The bone defect model in SCID mice was adopted to test the expression of signaling pathway and estimate the role of IGFBP3 on PTEB-induced recruitment of endogenous MSCs for bone regeneration. This implementation of the project will provide experimental data to illuminate the mechanism of endogenous stem cell recruitment induced by PTEB.
组织工程骨(TEB)是修复大段骨缺损的重要策略，蛋白组织工程骨(PTEB) 能募集宿主MSCs参与骨形成，但作用机制不明。我们前期实验证实，PTEB高表达的IGFBP3在促进MSCs迁移时上调TβRII表达。结合文献分析，我们推测IGFBP3以直接激活TβRII/Smad途径的方式在PTEB募集MSCs参与骨形成过程中发挥重要作用。为此，本项目拟通过体外实验研究IGFBP3与TβRII的相互作用、分析IGFBP3/TβRII/Smad通路在MSCs迁移和细胞骨架重排中的作用；采用PTEB和MSCs共培养模型，经阻断实验，观察IGFBP3通路在PTEB促进MSCs迁移中的作用，阐明PTEB诱导MSCs迁移机制；最后采用骨缺损移植模型，检测移植PTEB前后该通路分子在损伤处的表达变化，评价IGFBP3的阻断对PTEB募集宿主MSCs及成骨能力的影响，为阐明PTEB募集机制提供实验依据。

结项摘要

组织工程骨(TEB)是修复大段骨缺损的重要策略，蛋白组织工程骨(PTEB) 能募集宿主MSCs参与骨形成，但作用机制不明。蛋白芯片结果证实PTEB中IGFBP3高表达，提示IGFBP3可能在PTEB募集成骨中发挥重要作用。我们通过全转录组测序对PTEB体内募集细胞进行检测并筛选到8个高表达迁移受体，qPCR检测进一步筛选到IGFBP3能上调hBMSC中TβRI及CCR2表达。免疫共沉淀证实IGFBP3可以结合TβRI及CCR2两个迁移受体。qPCR、Western blot证实IGFBP3以激活TβRI/II-Smad3途径及CCR2途径的方式促进hBMSCs 迁移。利用shRNA沉默技术制备低IGFBP3表达的PTEB，结合流式细胞术、免疫荧光、Transwell、 Micro CT以及HE染色等实验证实IGFBP3信号途径在PTEB促进hMSCs迁移和募集体内MSCs参与骨形成过程中发挥主要作用。IGFBP3是一个重要的诱导MSCs归巢的分子而IGFBP3通路为PTEB募集成骨主要通路。本项目接收和发表SCI文章共4篇及申请发明专利1项、授权专利1项。

项目成果

期刊论文数量（4）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（2）
IGFBP3 deposited in the human umbilical cord mesenchymal stem cell-secreted extracellular matrix promotes bone formation
IGFBP3沉积在人脐带间充质干细胞分泌的细胞外基质中促进骨形成
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    J Cell Physiol.
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Moyuan Deng;Keyu Luo;Tianyong Hou;Fei Luo;Zhao Xie;Zehua Zhang;Aijun Yang;Bo Yu;Shaoxuan Yi;Jiulin Tan;Shiwu Dong;Jianzhong Xu
  • 通讯作者：
    Jianzhong Xu
TGF beta 3 recruits endogenous mesenchymal stem cells to initiate bone regeneration
TGF beta 3 招募内源性间充质干细胞启动骨再生
  • DOI：
    10.1186/s13287-017-0693-0
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    STEM CELL RESEARCH & THERAPY
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Deng Moyuan;Mei Tieniu;Hou Tianyong;Luo Keyu;Luo Fei;Yang Aijun;Yu Bo;Pang Hao;Dong Shiwu;Xu Jianzhong
  • 通讯作者：
    Xu Jianzhong
Sustained release of bioactive protein from a lyophilized tissue-engineered construct promotes the osteogenic potential of mesenchymal stem cells.
冻干组织工程结构中生物活性蛋白的持续释放可促进间充质干细胞的成骨潜力。
  • DOI：
    10.1002/jor.23027
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    J Orthop Res
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Deng Moyuan;Chang Zhengqi;Hou Tianyong;Dong Shiwu;Pang Hao;Li Zhiqiang;Luo Fei;Xing Junchao;Yu Bo;Yi Shaoxuan;Xu Jianzhong
  • 通讯作者：
    Xu Jianzhong
Improving the osteogenic efficacy of BMP2 with mechano growth factor by regulating the signaling events in BMP pathway.
通过调节 BMP 通路中的信号事件来提高 BMP2 与机械生长因子的成骨功效。
  • DOI：
    10.1007/s00441-015-2154-3
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Cell Tissue Res
  • 影响因子：
    3.6
  • 作者：
    Deng Moyuan;Liu Peng;Xiao Hualiang;Zhang Yuanyuan;Wang Yuanliang;Zhao Jianhua;Xu Jianzhong
  • 通讯作者：
    Xu Jianzhong

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  • 作者：
    廖保强;Fu Ya;邓墨渊;Rao Quan-zhen;饶泉珍;Deng Mo-yuan;王远亮;Liao Bao-qiang;傅亚;Wang Yuan-liang
  • 通讯作者：
    Wang Yuan-liang

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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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