GREM1-BMP信号通路对根尖牙乳头干细胞定向分化及牙齿组织再生功能的影响及调控机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81800923
  • 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:
    H1502.口腔颅颌面组织器官缺损修复与再生
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Root hypoplasia and regeneration is a key problem in oral treatment for children, however, the traditional therapy couldn’t reach the satisfied therapeutic effect. Stem cell mediated root regeneration bring hope but still have many problems, such as limited seed cells, poor efficacy, etc. Stem cells niche play the key role for homeostasis and tissue regeneration. Our previous studies found that BMP2, BMP5, BMP6, BMP7 are down-regulated in stem cells from apical papilla (SCAPs) than those in the tissue of apical papilla, but the antagonist of bone morphogenetic proteins-GREM1 is up-regulated. And in vitro experiments showed that BMP6 could significantly enhance the proliferation and differentiation potentials of SCAPs, and BMP2, BMP6, and BMP7 negatively regulated by GREM1, suggesting that GREM1-BMP signaling pathway may play an important role to regulate the stem cells function and tooth regeneration. Previous study found that GREM1 could bind with YWHAH, YWHAH could associated with YAP, and YAP could regulate the BMP transcript and the differentiation function of stem cells, indicated that GREM1/YWHAH/YAP might form protein complex, and regulate BMP2, BMP6, and BMP7 and stem cells function. But their function and molecular mechanism is not clear. In this project, we want to investigate the biological regulation function of GREM1/YWHAH/YAP-BMP2/6/7 molecules in SCAPs by huamn recombinant protein, virus mediated gene knockout and over-expression. And then by the loss of function and gain of function studies, the effect of GREM1/YWHAH/YAP-BMP2/6/7 molecules in SCAPs mediated dental root regeneration in nude mice will be elucidated. Finally, we will figure out the molecular mechanism to explain how GREM1/YWHAH/YAP regulate BMP2/6/7 in SCAPs and dental root regeneration. Taken together, this study will illuminate the mechanism of the special stem cells niche to regulate the stem cells function, provide the key target genes and certain theoretical basis to reconstruct the genes expressions in stem cells niche, in order to promote stem cells mediated dental tissue regeneration.
干细胞介导的牙根再生是牙根发育不完全治疗的未来发展防线,但存在再生效果不佳等问题。微环境是维持干细胞功能的重要因素,课题组前期发现根尖牙乳头干细胞微环境中BMP2、5、6和7高表达,而其拮抗基因GREM1低表达;GREM1可以定位于细胞核内,负调控BMP2、6和7;以往研究还发现GREM1与YWHAH结合、YWHAH与YAP结合;而YAP具有调控BMP转录及干细胞分化的功能。提示GREM1/YWHAH/YAP可能具有调控多个BMP信号分子转录及干细胞功能的重要作用。本课题拟利用重组蛋白、病毒转染等技术研究揭示GREM1及BMP2、6和7对根尖牙乳头干细胞定向分化功能及牙根再生的影响,阐明GREM1/YWHAH/YAP对BMP信号分子的调控机制。该研究将有助于揭示微环境对干细胞的功能影响及分子机制,为模拟并重建微环境中基因表达,促进干细胞功能及其介导的牙根再生提供理论依据和关键靶点。

结项摘要

干细胞介导的牙根再生是牙根发育不完全治疗的未来发展防线,但存在再生效果不佳等问题。微环境是维持干细胞功能的重要因素,课题组前期发现根尖牙乳头干细胞微环境中BMP2、5、6和7高表达,而其拮抗基因GREM1低表达;GREM1可以定位于细胞核内,负调控BMP2、6和7;以往研究还发现GREM1与YWHAH结合、YWHAH与YAP结合;而YAP具有调控BMP 转录及干细胞分化的功能。提示GREM1/YWHAH/YAP可能具有调控多个BMP信号分子转录及干细胞功能的重要作用。本课题拟利用免疫共沉淀技术、生物信息学分析、获得性及丧失性功能研究及动物体内研究揭示GREM1对干细胞定向分化功能及生物牙根再生的影响,阐明GREM1对BMP信号分子的调控机制。体外功能实验结果显示在脂肪干细胞中,过表达 GREM1抑制其成骨分化及衰老,敲除 GREM1促进脂肪干细胞的成骨分化功能及衰老。机制研究方面,IP实验结果显示, GREM1与YWHAH、YAP可以形成蛋白复合体,蛋白之间存在着作用。并且GREM1可以拮抗 BMP2、BMP6 和 BMP7 信号分子的转录,YWHAH可以协同 BMP2、BMP6 和 BMP7 信号分子的转录。该研究将有助于揭示微环境对干细胞的功能影响及分子机制,为模拟 并重建微环境中基因表达,促进干细胞功能及其介导的牙根再生提供理论依据和关键靶点 。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
GREM1 inhibits osteogenic differentiation, senescence and BMP transcription of adipose-derived stem cells
GREM1 抑制脂肪干细胞的成骨分化、衰老和 BMP 转录
  • DOI:
    10.1080/03008207.2020.1736054
  • 发表时间:
    2020-03-12
  • 期刊:
    CONNECTIVE TISSUE RESEARCH
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Liu, Huina;Han, Xiao;Fan, Zhipeng
  • 通讯作者:
    Fan, Zhipeng

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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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