硼酸盐生物活性玻璃对双膦酸盐相关性颌骨坏死的修复作用及机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81701028
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H1508.口腔颅颌面组织生物力学和生物材料
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

With the global escalation of the aging process, osteoporosis patients increase year by year. Bisphosphonates (BPs), the effective drug for the treatment of osteoporosis, is widely used in clinic. A serious skeletal complication, bisphosphonate-related osteonecrosis of the jaw (BRONJ), associated with the long-term oral or intravenous use of BPs is subsequently appeared. There is no effective treatment for such a complication to date. In BRONJ, normal bone turnover is severely suppressed by BP-induced inhibition of osteoclast differentiation and function. But there is no effective treatment to remove BPs adsorbed on crystals from bone. In our previous studies, we focused on dissociating bound BPs from mineralized bone. Computational chemistry and in vitro cell experiments were done. We found that borate bioactive glass (BBG) with the potential to induce osteogenesis and angiogenesis sequestrates BPs from bisphosphonate-bound apatite occurs in the presence of the borate-containing ionic cocktail and reverses BP-induced inhibition of osteoclastogenesis, stimulation of osteoclasts apoptosis and reduction of osteoclast resorptive activity. The aim of this project is to study the repair and mechanism of BBG on BRONJ depending on those results. First, the method to construct rat BRONJ model in a short term was screened out. BBG was employed to repair the jaw lesions. The effect of BBG on the repair of BRONJ was tested. Then, repaired BRONJ tissue in situ and in vitro cell experiments were done to explore the mechanism of BBG on BRONJ repairing through the aspects of osteogenic differentiation, vascular regeneration and functional recovery of osteoclasts. The results of this study will help to make use of BBG from “bench to bedside”. At the meantime, it will set a new direction for the clinical application of BBG in the treatment of BRONJ.
随着全球人口老龄化的加剧,骨质疏松患者逐年增多,双膦酸盐(BPs)作为治疗骨质疏松的有效药物广泛应用于临床,但随之也出现了严重并发症——双膦酸盐相关性颌骨坏死(BRONJ)。现有治疗方法治标不治本,不能有效清除颌骨晶体中吸附的BPs,使其持续性抑制破骨细胞功能。课题组前期研究以清除晶体中BPs为切入点,进行计算机模拟和体外细胞实验发现,具有诱导成骨和软组织修复潜力的硼酸盐生物活性玻璃(BBG)能够促使BPs脱离晶体,且与其反应后恢复破骨细胞的功能。本项目拟以此为理论基础展开深入研究。首先成功构建大鼠BRONJ原位模型,用BBG修复颌骨病变,检测BBG对BRONJ的修复作用。再通过原位组织体外实验和体外细胞实验,从成骨分化,血管再生和破骨功能恢复等方面,探索BBG对BRONJ修复作用的机制。本研究可为BBG从实验室研究向临床应用的转化提供更可靠的理论依据,同时为根治BRONJ开辟新的方向。

结项摘要

随着全球人口老龄化的加剧,骨质疏松患者逐年增多,双膦酸盐(BPs)作为治疗骨质疏松的有效药物广泛应用于临床,但随之也出现了严重并发症——双膦酸盐相关性颌骨坏死(BRONJ)。现有治疗方法治标不治本,不能有效清除颌骨晶体中吸附的BPs,使其持续性抑制破骨细胞功能。课题组前期研究以清除晶体中BPs为切入点,进行计算机模拟和体外细胞实验发现,具有诱导成骨和软组织修复潜力的硼酸盐生物活性玻璃(BBG)能够促使BPs脱离晶体,且与其反应后恢复破骨细胞的功能。本项目以此为理论基础展开深入研究。使用4周龄雌性SD大鼠为模型动物,腹腔注射唑来膦酸(125 μg/kg)每周两次联合腹腔注射地塞米松(5 mg/kg)每周一次,4周后拔除右下颌第一磨牙,8周后成功构建BRONJ模型。将BBG置于大鼠BRONJ拔牙窝内,8周后拔牙窝愈合,骨陷窝形成,破骨功能恢复,成骨、成血管功能恢复,BBG可以促进BRONJ的修复。并发现BBG通过上调BMSCs成骨相关基因的表达(Runx2、Ocn、Opn、Bmp-2、Alp)逆转N-BPs对BMSCs增殖、分化和成骨功能的抑制。同时通过上调HUVECs成血管相关基因的表达(VEGF、KDR、CD31 、HIF-α)逆转 N-BPs对HUVECs增殖和成血管功能的抑制,并减少N-BPs诱导的细胞凋亡。证实BBG通过影响破骨细胞、成骨细胞、血管生成促进大鼠BRONJ的修复。本研究可为BBG从实验室研究向临床应用的转化提供更可靠的理论依据,同时为根治BRONJ开辟新的方向。

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(1)
专利数量(1)
Preparation and characterisation of a gellan gum-based hydrogel enabling osteogenesis and inhibiting Enterococcus faecalis
具有成骨作用并抑制粪肠球菌的结冷胶水凝胶的制备和表征
  • DOI:
    10.1016/j.ijbiomac.2020.10.083
  • 发表时间:
    2020-12-15
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF BIOLOGICAL MACROMOLECULES
  • 影响因子:
    8.2
  • 作者:
    Xu, Laijun;Bai, Xuan;Li, Jiyao
  • 通讯作者:
    Li, Jiyao
唑来膦酸对大鼠骨髓间充质干细胞增殖及成骨分化的作用研究
  • DOI:
    10.7518/hxkq.2019.03.003
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    华西口腔医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李颉颃;苏志飞;白璇;袁鹤;李继遥
  • 通讯作者:
    李继遥
对使用双膦酸盐患者进行规范化口腔治疗的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中华口腔医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    白璇;袁鹤;李继遥
  • 通讯作者:
    李继遥
Borate bioactive glass prevents zoledronate-induced osteonecrosis of the jaw by restoring osteogenesis and angiogenesis
硼酸盐生物活性玻璃通过恢复成骨和血管生成来预防唑来膦酸诱导的颌骨坏死
  • DOI:
    10.1111/odi.13436
  • 发表时间:
    2020-06-16
  • 期刊:
    ORAL DISEASES
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Su,Zhifei;Li,Jiehang;Li,Jiyao
  • 通讯作者:
    Li,Jiyao

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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

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          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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