应用诱导多潜能干细胞构建组织工程人角膜内皮的实验研究

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基本信息

  • 批准号：
    81671844
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    58.0万
  • 负责人：
    张红
  • 依托单位：
    哈尔滨医科大学
  • 学科分类：
    H2810.组织器官再生机制与调控
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Lacking of donor corneas is a major problem in China. Tissue engineered cornea will effectively alleviate the pressure of this. Our team members have developed a suitable cornea carrier system, and set up the platform for generation induced pluripotent stem cells (iPSC). In this project, We hope to build tissue-engineered corneal endothelium using iPSCs generated from patient’s own cell.We plan to firstly generate iPSCs from both human skin fibroblasts and corneal stromal cells using several virus-free method, and then differentiate iPSCs into corneal endothelial cells. By doing there , we will find out the best somatic cell model for the treatment of corneal blindness，as well as provide the molecular basis for targeted iPSC differentiation. With tissue engineering technology, The success of this research will eliminate the dependence of cornea donor and reduce the risk of rejection and second transplantion. It will also be beneficial for exploring the functions and regulatory mechanism of corneal endothelial cell differentiation during embryonic development.
我国约有120万角膜内皮盲患者，需通过角膜内皮移植进行治疗。但角膜供体严重短缺及术后免疫排斥等制约了该方法的开展。构建人组织工程角膜内皮(TECE)有望为此类患者带来福音,但如何获取TECE的种子细胞一直是个难题。在课题组成员前期工作的基础上，本项目拟用诱导多潜能干细胞（iPSCs）技术制备TECE所需的自体角膜内皮细胞（CEC）。我们首次提出通过电穿孔导入多能细胞抽提物的方法，利用与CEC来源相近的体细胞制备无病毒的稳定的iPSCs,并对所制备的iPSCs进行形态学鉴定、多潜能特性、体内外分化能力及核型分析等鉴定；通过共培养及因子诱导等方法将所制备的iPSCs分化为角膜内皮细胞，并对其进行形态学、组织化学的鉴定及体内外生理功能的评估。TECE的成功将解决临床角膜材料的供需矛盾，并降低术后排斥的风险。本研究将为进一步研究角膜内皮细胞胚胎发育过程中各种细胞因子的作用及调控机制提供理论基础。

结项摘要

我国约有120万角膜内皮盲患者，需通过角膜内皮移植进行治疗，但我国角膜供体组织远远满足不了需求。而且，同种异体角膜移植术后的病人还面临移植排斥的风险。构建人组织工程角膜内皮(TECE)有望为此类患者带来福音, 但如何获取TECE的种子细胞一直是个难题。本项目应用诱导多潜能干细胞（iPSCs）技术制备TECE所需的自体角膜内皮细胞（CEC）。我们首次提出通过电穿孔导入多能细胞抽提物的方法，利用与CEC来源相近的体细胞制备无病毒的稳定的iPSCs,并对所制备的iPSCs进行形态学鉴定、多潜能特性、体内外分化能力及核型分析等鉴定；通过共培养及因子诱导等方法将所制备的iPSCs分化为角膜内皮细胞，并对其进行形态学、组织化学的鉴定及体内外生理功能的评估。我们从原代培养的人角膜成纤维细胞创建了人角膜基质诱导的多能干细胞（HMUi001-A）系。 HMUi001-A的进一步表征证实该细胞系是多能性的，没有病毒基因组，并保留了正常的核型。并成功建立了iPSCs的角膜内皮细胞分化模型，在大疱性角膜病变的兔模型中，前房注射iPSCs来源的角膜内皮细胞可以缓解角膜水肿，这项研究为将来因CEC缺乏引起的视力下降提供了潜在的治疗策略。

项目成果

期刊论文数量（10）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Human induced pluripotent stem cell line HMUi001-A derived from corneal stromal cells
源自角膜基质细胞的人诱导多能干细胞系 HMUi001-A
  • DOI：
    10.1016/j.scr.2019.101409
  • 发表时间：
    2019-05-01
  • 期刊：
    STEM CELL RESEARCH
  • 影响因子：
    1.2
  • 作者：
    Bikkuzin, Timur;Shi, Yan;Zhang, Hong
  • 通讯作者：
    Zhang, Hong
单眼感染性角膜炎患者健眼的病理生理变化
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    中华实验眼科杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘馨甜;石妍;张弘
  • 通讯作者：
    张弘
Comparison of exosomes derived from induced pluripotent stem cells and mesenchymal stem cells as therapeutic nanoparticles for treatment of corneal epithelial defects.
诱导多能干细胞和间充质干细胞来源的外泌体作为治疗角膜上皮缺陷的治疗性纳米颗粒的比较
  • DOI：
    10.18632/aging.103904
  • 发表时间：
    2020-10-13
  • 期刊：
    Aging
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Wang S;Hou Y;Li X;Song Z;Sun B;Li X;Zhang H
  • 通讯作者：
    Zhang H
Long noncoding RNA KCNQ1OT1 induces pyroptosis in diabetic corneal endothelial keratopathy
长非编码RNA KCNQ1OT1诱导糖尿病角膜内皮性角膜病变的细胞焦亡
  • DOI：
    10.1152/ajpcell.00053.2019
  • 发表时间：
    2019-11
  • 期刊：
    Am J Physiol Cell Physiol
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhang YY;Song Z;Li X;Xu S;Zhou SJ;Jin X;Zhang H
  • 通讯作者：
    Zhang H
A family of fuchs endothelial corneal dystrophy and anterior polar cataract with an analysis of whole exome sequencing
福克斯内皮性角膜营养不良和前极白内障家族的全外显子组测序分析
  • DOI：
    10.1080/13816810.2020.1759109
  • 发表时间：
    2020-02
  • 期刊：
    Ophthalmic Genetics
  • 影响因子：
    1.2
  • 作者：
    Xue Jiang;Xin Jin;Nan Zhang;Hong Zhang
  • 通讯作者：
    Hong Zhang

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  • 发表时间：
    --
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  • 作者：
    闵凤玲;张红;李文建
  • 通讯作者：
    李文建

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张红的其他基金

低温环境下lncRNA甲基化对干眼免疫性炎症的影响及其调控机制
  • 批准号：
    U20A20363
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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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