基于iPS细胞的种植体周围骨缺损组织工程化重建研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31240049
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    15.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1003.组织工程学
  • 结题年份:
    2013
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2013-12-31

项目摘要

Peri-implant defect is the difficult point and hotsport in research on function and aesthetic restoration of dental implant.Based on the conception of guided bone regeneration(GBR) technique from traditional way, the membrane which serves as the physiologic barrier encourages new bone to grow and prevents the growth of fibro tissue and repairs the defect at last. However, this technique is limitted by lack of plenty and activited cells, more complication and less of new bone formation. Recently, the induced pluripotent stem (iPS)cells, typically derived by transfection of stem cell-associated genesinto adult somatic cell,emerged as new strateges and important method in potentially therapeutic use in regenerative medicine and showed great promise in tissue engineering owing to their paticular merits including without the controverial use of embryos and avoiding and immunogenic response. In this project, four stem cell-associated gene of Oct4,Sox2,Nanog and Lin28 with a lentivired system will be used to transform periodontal ligament stem cells(PDLSCs)into iPS. After the biological properties and osteogenic differentiation are explored and identified,these odontogenic iPS cells will be used as seed cells for bone tissue engineering, and a 3D culture model of iPS cells will be established in vitro by these cells in combination with chitosan temperature sensitive gel-a type of injectable scaffold in bone tissue engineering prepared in our previous study.Consequently,these cell-scaffold constructs will be transplanted in vivo to cure peri-implant defect animal models in miniature pig.As a result, histological observation,immunohistochemistry staining,bone histomorphametric analysis were performed to determine the ablility and efficiency of new bone formation in rebuilding peri-implant defects. This study may provide a new way to regenerate peri-implant bone defect by iPS based tissue engineering, and also provide a new platform for the mechanic study of iPS cells in osteogenic differentiation and the formation of new bone formation at cellular levels and at molecular levels.
种植体周围骨缺损是当前种植牙功能和美学修复的难题和研究热点。传统采用骨引导再生术治疗,但因缺乏大量活性细胞,易出现并发症,且再生骨量较为局限,疗效常不稳定。诱导性多能干细胞(iPS)由体细胞重新编程诱导产生,具有类胚胎干细胞无限增殖和多向分化及消除免疫排斥等优点。本课题拟采用干细胞及组织工程技术,应用慢病毒或非病毒介导的Oct4,Sox2,Nanogji Lin28等因子对牙周膜干细胞(PDLSCs)诱导重编程为iPS细胞,在对生物学特性检测分析和成骨方向定向诱导分化的基础上,将其与我们前期研制的可注射温敏凝胶骨组织工程支架材料复合,体外建立iPS细胞三维培养模型,体内移植治疗小型猪种植体周围骨缺损模型,动态观察、对比检测iPS细胞作为种子细胞,用于种植体周围骨缺损重建的效能。为种植体周围骨缺损的组织工程化再生治疗提供了新方法,也为细胞和分子水平上的研究iPS细胞介导的骨形成提供了研究平台

结项摘要

种植体周围骨缺损是长期困扰口腔种植基础研究和临床治疗的重要课题。近年来迅速发展的干细胞、基因工程,尤其诱导性多潜能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPS cell)技术等生命科学领域的一系列重要成就,也为种植体周围骨再生重建研究提供了新途径。iPS细胞通过基因重编程,使正常组织的体细胞转变为类胚胎干细胞(ES)样的多潜能干细胞,成为器官和组织再生最有希望的细胞来源,iPS细胞治疗目前正在走向前临床研究。而口腔来源的干细胞较其他组织更易获得组织、更高的iPS细胞形成率独具优势,成为建立iPS细胞库理想、可靠的细胞来源。本项目以牙周膜干细胞(PDLSCs)基础,将Oct4,Sox2,Lin28,Nanog四种基因导入PDLSCs内,诱导其重编程形成iPS细胞,探讨牙周膜来源的iPS细胞用于种植体周围重建的可行性和可靠性。项目组完成了:1)犬PDLSCs原代培养、分离、扩增;2)用载有Oct4,Sox2,Lin28,Nanog的慢病毒载体转染PDLSCs,通过免疫RT-PCR、免疫荧光等方法对其生物学特性及表型进行鉴定;3)诱导其向骨、脂肪、神经细胞方向分化并进行分化潜能检测。4)将PDLSCs来源的iPS细胞与壳聚糖凝胶、羟基磷灰石磷酸三钙复合材料复合后植入犬种植体周骨缺损区,动态观察、评估其用于种植体周骨组织缺损修复情况。结果表明:1)采用免疫磁珠法成功培养、分离了人、犬PDLSCs,发现其具有高度增殖和多向分化潜能。2)采用慢病毒转染法将载有Oct4,Sox2,Lin28,Nanog的基因导入PDLSCs,经免疫组化、免疫荧光、RT-PCR等多种方法检测,表明已成功诱导PDLSCs形成iPS细胞。3)PDLSCs诱导形成的iPS细胞具有分化为功能性成骨细胞、成脂肪细胞、成神经细胞样细胞的潜能。4)成功建立了犬牙列缺损、牙槽嵴缺损、及种植体周围骨缺损模型,将iPS细胞与温敏凝胶复合后局部注射治疗,通过大体观察、x-线观察、组织学切片等结果发现,iPS细胞可促进种植体周骨再生,重建种植体周缺损组织。本研究首次将iPS细胞用于种植体周围骨缺损修复重建治疗,为干细胞基础上的组织工程化再生治疗种植体周围缺损组织提供了新思路、新方法,丰富了iPS细胞前临床应用研究内容,也为细胞和分子水平上研究iPS细胞介导的骨形成提供了研究平台。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
用牙周膜干细胞制备诱导性多能干细胞的实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    口腔颌面修复学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘娜;王飞翔;王飞翔;房芳;房芳;李伯翰;李伯翰;王家柱;王家柱
  • 通讯作者:
    王家柱
牙周膜干细胞用于犬牙槽嵴组织工程化增高的实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中华老年口腔医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    贺慧霞 刘洪臣 马军利等;贺慧霞 刘洪臣 马军利等
  • 通讯作者:
    贺慧霞 刘洪臣 马军利等
诱导性多能干细胞在口腔医学中的应用研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中华老年口腔医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王飞翔;王飞翔;贺慧霞;贺慧霞
  • 通讯作者:
    贺慧霞
人与犬牙周膜干细胞的生长特性比较
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
    口腔颌面修复学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘洪臣;王东胜;王东胜;鄂玲玲;鄂玲玲;王照五;王照五;师占平;师占平
  • 通讯作者:
    师占平
牙周膜干细胞向脂肪细胞方向定向诱导分化实验
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    华西口腔医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘洪臣贺慧霞;刘洪臣;王东胜;曹均凯;张海钟;鄂玲玲
  • 通讯作者:
    鄂玲玲

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其他文献

牙周膜干细胞的表型分析
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    口腔颌面修复学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    贺慧霞;刘洪臣;王东胜;鄂玲玲;马攀
  • 通讯作者:
    马攀
牙周膜干细胞生物学研究新进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
    中华老年口腔医学杂志
  • 影响因子:
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  • 作者:
    贺慧霞;刘洪臣
  • 通讯作者:
    刘洪臣
牙周膜干细胞向成骨细胞方向分化实验
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    中华老年口腔医学杂志
  • 影响因子:
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  • 作者:
    贺慧霞;刘洪臣;郭宏;杨洋;刘一涵;王东胜;鄂玲玲
  • 通讯作者:
    鄂玲玲

其他文献

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贺慧霞的其他基金

用BMP7基因修饰的牙周膜干细胞和快速成型技术再生牙周缺损组织
  • 批准号:
    81070833
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    32.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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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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