基底硬度及纳米支架对胚胎干细胞(ESCs)骨分化的影响及其与Ras-MAPK-Smad通路的关系

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31400823
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1003.组织工程学
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Embryonic stem cells are a sort of important totipotent cells with the potential to differentiate into a variety of cell types.There is an evidence indicating that the microenvironment are critical for cells differentiation. It is not clear how and the underlying mechanism of matrix elasticity or three dimensional scaffold regulate ESCs differentiation. Our previous study has suggested that osteogenesis and chondrogenesis of MSCs are regulated obviously by different matrix elasticity. Hard matrix promote osteogenesis of MSCs, meanwhile, soft matrix induce chondrogeneis significantly. In addition, cytoskeleton and RhoA-Rock involved in the process of directional differentiation which was demonstrated via comparing the responsive alteration of MSCs on different elasticity matrix, the involvement of the key signaling pathway Ras-Smad1/5/8/ERK/AKT in osteogenesis differentiation was also confirmed. Based on the privious study, this project is to further study the response of ESCs to matrix elasticity and nanoscaffold in the process of osteogenic differentiation and the expression of key proteins of signaling pathway Ras-MAPK-Smad. Futhermore, we further activate or inhibit the activity of signaling pathway to regulate the osteogenic differentiation of ESCs. Elucidation of the roles of extracellular microenviroment-mechanical factor cues on ESCs differentiation will improve the control of stem cell fate to generate the desired cell types for potential therapeutic usage.
胚胎干细胞(ESCs)是一类具有全能发育潜能的细胞群,细胞所处的微环境对分化至关重要,物理因素如基底硬度和三维纳米支架如何影响分化及其作用机理尚不清楚。课题前期研究发现基底硬度对骨髓间充质干细胞(MSCs)骨分化控制明显,高硬度的基底明显促进MSCs的成骨分化而低弹性硬度的基底则促进软骨分化;通过对比MSCs在不同弹性硬度基底上的响应发现细胞骨架、RhoA-Rock参与定向分化过程,且验证硬基底促进的成骨分化中关键的信号通路Ras-Smad1/5/8/ERK/AKT参与其中。本课题拟在前期研究的基础上,进一步研究ESCs的骨分化过程对基底硬度及纳米支架三维结构的响应,观察Ras-MAPK-Smad信号通路关键蛋白的表达变化,进而通过干扰关键通路活性的方式影响或控制ESCs的骨分化。本研究旨在探讨细胞外微环境-力学因素对胚胎干细胞骨分化的影响,为ESCs在组织工程和再生医学中的应用提供依据。

结项摘要

聚已酸内酯(PCL)被认为是骨组织工程中一种很有前途的合成材料。因其具有独特的生物化学特性和良好的相容性,在临床应用中有望成为干细胞支持骨再生的载体。实验分别从脐带(UC)、骨髓(BM)和脂肪组织(AD)获得人骨髓间充质干细胞(MSCs)。体外实验研究了不同来源的人骨髓间充质干细胞(MSCs)对这种新型合成生物材料的成骨分化能力:首先验证人UC-,BM-和AD的MSCs呈成纤维细胞样形态,并表达特征性标记物,PCL纳米纤维支架可以支持MSC的黏附和增殖, 更重要的是,在PCL纳米纤维支架上培养,可显著提高人MSCs的成骨分化能力,其中骨髓间充质干细胞在这三种间充质干细胞之间表现出更强的分化能力。进一步研究发现PCL纳米纤维支架通过Wnt/β-catenin和Smad 3信号通路持续促进人MSCs的成骨作用。

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)
Polycaprolactone nanofiber scaffold enhances the osteogenic differentiation potency of various human tissue-derived mesenchymal stem cells.
聚己内酯纳米纤维支架增强多种人体组织源性间充质干细胞的成骨分化能力
  • DOI:
    10.1186/s13287-017-0588-0
  • 发表时间:
    2017-06-24
  • 期刊:
    Stem cell research & therapy
  • 影响因子:
    7.5
  • 作者:
    Xue R;Qian Y;Li L;Yao G;Yang L;Sun Y
  • 通讯作者:
    Sun Y

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其他文献

面向性能修复的液压活套系统故障检测与容错控制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    冶金自动化
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李琳琳;彭开香;薛茹月;冯金旭
  • 通讯作者:
    冯金旭
VEGF与CD11c~+ HLA-DR~+树突状细胞在OHSS发生中的相互作用
  • DOI:
    10.13705/j.issn.1671-6825.2018.10.111
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    郑州大学学报(医学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    石森林;姜小花;宋文妍;姚桂东;金海霞;薛茹月
  • 通讯作者:
    薛茹月

其他文献

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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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