双重交联设计的凝胶应力松弛行为调控与干细胞诱导分化

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51873119
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0308.生物医用有机高分子材料
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The mechanical cues of substrate microenvironment play an essential role in stem cell fate. Besides the elastic modulus, the viscoelasticity of substrate, particularly the stress relaxation of gel matrix has been revealed to exert fundamental influence on cell behavior. On this basis, the design and exploration of gel matrix with regulatable stress relaxation is of great significance to study the mechanism of cell-matrix interaction, govern the specific functional expression of cell differentiation, and construct tissue-inducing biomaterials. To this end, this study intends to obtain the adhesive collagen hydrogel with fibrous structure and tunable stress relaxation. Specifically, the hydrogel model with cell adhesion activity, nanofiber structure and stress relaxation can be achieved by self-assembling of type I collagen under physiological conditions. Then, the introduction of reversible imide bonding and applied strain device are designed to enhance the stress relaxation of the hydrogel. Based on this, the constructed hydrogel model is further used to study the effect of stress relaxation on cell behavior in three-dimensional microenvironment, explore the transduction of mechanical signals mediated by cell-matrix adhesive traction and cell volume modulation, as well as its influence mechanism on inducing cell differentiation.relaxation of the hydrogel. Based on this, the constructed hydrogel model is further used to study the effect of stress relaxation on cell behavior in three-dimensional microenvironment, explore the transduction of mechanical signals mediated by cell-matrix adhesive traction and cell volume modulation, as well as its influence mechanism on inducing cell differentiation.
基质微环境力学信号对干细胞分化命运具有重要作用,除基质弹性模量外,基质粘弹性行为,特别是应力松弛效应被发现对细胞行为具有重要影响。基于此,设计和研究具有可调控应力松弛效应的凝胶基质对于研究细胞—基质作用规律,调控特定细胞分化功能表达,以及组织诱导性生物材料设计具有重要意义。为此,本研究拟通过生理条件下的I型胶原纤维自组装获得具有细胞粘附活性和纳米纤维结构的应力松弛水凝胶基础模型;通过可逆亚胺键的引入和外加应变装置设计增强凝胶应力松弛效应,获得具有可控应力松弛性质的粘附性纤维结构胶原水凝胶;在此基础上,研究三维微环境中应力松弛力学性能对细胞行为的影响,探索通过细胞-基质粘附牵拉和细胞体积感知介导的基质力学信号传导及其对细胞诱导分化的影响机制。

结项摘要

基质微环境力学信号对细胞命运的调控作用已被证实,但大多数研究主要关注基质的静态弹性模量对细胞功能的影响,而忽略了自然组织三维、动态的粘弹性力学特点。基于此,本项目重点围绕以应力松弛为核心的粘弹性基质力学微环境构建,探索基质动态力学信号对细胞分化诱导的调控作用,以及在此过程中动态力学信号的细胞内信号转导机制。基于仿生基质微环境的化学组成、物理结构、力学性能等特点,项目以胶原水凝胶作为兼具细胞粘附活性和纳米纤维网络结构的粘弹性基质模型基础,通过亚胺键、主客体作用、多重氢键等动态化学/物理键引入,建立仿生基质应力松弛力学特性的多种时空调控方式。基于仿生动态微环境中细胞行为响应,探明基质应力松弛动态力学信号调控细胞增殖、铺展与分化的分子机制以及重要细胞内信号转导路径,包括粘着斑介导的细胞骨架铺展与TRPV4信号通路,机械敏感电压门控通道介导的神经分化与YAP信号通路,以及miR-21迟滞性转录遗传信息介导的细胞力学记忆效应。在此基础上,探索基质粘弹性力学信号及其协同拓扑信号、电信号等,对神经功能表达以及脊髓损伤、颅脑创伤等神经损伤修复的调控规律,筛选获得具有神经诱导活性的粘弹性水凝胶材料,为神经诱导性基质材料设计奠定基础。项目将大多数研究关注的二维静态弹性基质表面细胞行为集中于更具有普适意义的三维粘弹性动态细胞微环境设计和机理研究,获得的材料构建策略以及动态力学信号调控细胞行为与组织再生的分子机制,对于构建基于微环境理化信号设计的组织诱导性生物材料具有普适性和很好的应用前景。

项目成果

期刊论文数量(24)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(9)
Tissue-like electrophysiological electrode interface construction by multiple crosslinked polysaccharide-based hydrogel.
通过多重交联多糖基水凝胶构建组织样电生理电极界面。
  • DOI:
    10.1016/j.carbpol.2022.119923
  • 发表时间:
    2022-07
  • 期刊:
    Carbohydrate Polymers
  • 影响因子:
    11.2
  • 作者:
    Zhihong Chen;Xiaoyin Liu;Jie Ding;Yuan Tian;Yusheng Zhang;Dan Wei;Jing Sun;Fang Luo;Liangxue Zhou;Hongsong Fan
  • 通讯作者:
    Hongsong Fan
Temperature triggered high-performance carbon dots with robust solvatochromic effect and self-quenching-resistant deep red solid state fluorescence for specific lipid droplet imaging
温度触发高性能碳点,具有强大的溶剂化变色效应和抗自猝灭深红色固态荧光,用于特定脂滴成像
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2021.128984
  • 发表时间:
    2021-02-20
  • 期刊:
    CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Gao, Dong;Liu, Amin;Fan, Hongsong
  • 通讯作者:
    Fan, Hongsong
Magnetoelectric Nanoparticles Incorporated Biomimetic Matrix for Wireless Electrical Stimulation and Nerve Regeneration
磁电纳米粒子结合仿生基质,用于无线电刺激和神经再生
  • DOI:
    10.1002/adhm.202100695
  • 发表时间:
    2021-06
  • 期刊:
    Advanced Healthcare Materials
  • 影响因子:
    10
  • 作者:
    Yusheng Zhang;Suping Chen;Zhanwen Xiao;Xiaoyin Liu;Chengheng Wu;Kai Wu;Amin Liu;Dan Wei;Jing Sun;Liangxue Zhou;Hongsong Fan
  • 通讯作者:
    Hongsong Fan
Bioactive MOFs Based Theranostic Agent for Highly Effective Combination of Multimodal Imaging and Chemo‐Phototherapy
基于生物活性 MOF 的治疗诊断剂,可高效组合多模式成像和化疗光疗
  • DOI:
    10.1002/adhm.202000205
  • 发表时间:
    2020-06
  • 期刊:
    Advanced Healthcare Materials
  • 影响因子:
    10
  • 作者:
    Yuda Zhu;Nini Xin;Zi Qiao;Suping Chen;Lingwan Zeng;Yusheng Zhang;Dan Wei;Jing Sun;Hongsong Fan
  • 通讯作者:
    Hongsong Fan
Tunable Fast Relaxation in Imine-Based Nanofibrillar Hydrogels Stimulates Cell Response through TRPV4 Activation
亚胺纳米纤维水凝胶可调节快速弛豫通过 TRPV4 激活刺激细胞反应
  • DOI:
    10.1021/acs.biomac.0c00850
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Biomacromolecules
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Amin Liu;Kai Wu;Suping Chen;Chengheng Wu;Dong Gao;Lu Chen;Dan Wei;Hongrong Luo;Jing Sun;Hongsong Fan
  • 通讯作者:
    Hongsong Fan

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

总剂量辐射对65 nm NMOSFET热载流子敏感参数的影响
  • DOI:
    10.13911/j.cnki.1004-3365.170138
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    微电子学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    苏丹丹;周航;郑齐文;崔江维;孙静;马腾;魏莹;余学峰;郭旗
  • 通讯作者:
    郭旗
Fe/S质量比对铁硫氧化细菌菌群浸铀行为的影响及其作用机制
  • DOI:
    10.19431/j.cnki.1673-0062.2021.04.004
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    南华大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马晋芳;李乾;孙静;杨雨;李广悦;史文革
  • 通讯作者:
    史文革
Microwave-induced electrical discharge of metal strips for the degradation of biomass tar
微波诱导金属带放电降解生物质焦油
  • DOI:
    10.1016/j.energy.2017.03.008
  • 发表时间:
    2017-05
  • 期刊:
    Energy
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    周玉立;王文龙;孙静;符伦菁;宋占龙;赵希强;毛岩鹏
  • 通讯作者:
    毛岩鹏
枯草杆菌芽孢皮层裂解酶的分离纯化以及酶学结构分析
  • DOI:
    10.13386/j.issn1002-0306.2019.09.028
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    食品工业科技
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曾朝玮;孙静;马慧娇;郭家俊;郭洪伟;章中
  • 通讯作者:
    章中
单核细胞增多性李斯特菌谷胱甘肽还原酶GR的生物学特性
  • DOI:
    10.13343/j.cnki.wsxb.20200400
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    微生物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吕洁婷;孙静;郑光辉;韩月;成炯泽;宋厚辉;程昌勇
  • 通讯作者:
    程昌勇

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

孙静的其他基金

图案化凝胶微反应器设计调控MSCs/软骨细胞的交互诱导与软骨再生
  • 批准号:
    51503127
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

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]
      
关闭
close
客服二维码