低强度超声联合诱导性多潜能干细胞促进损伤周围神经修复的研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11172338
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    70.0万
  • 负责人：
    吕永钢
  • 依托单位：
    重庆大学
  • 学科分类：
    A1002.多尺度力学生物学
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

神经再生速度及功能恢复缓慢是制约损伤周围神经形态和功能重建的重要因素。本项目在前期利用静电纺丝技术成功制备出力学性能和生物活性均良好的聚己内酯/丝素蛋白纳米纤维支架的基础上，拟构建内层纳米纤维沿轴向平行排列而外层随机排列的神经导管，以人体皮肤成纤维细胞重编程诱导性多潜能干细胞(iPSCs)为种子细胞来源，体外将其诱导分化成神经脊干细胞(iPSCs-NCSCs)，考察低强度超声(LIUS)对iPSCs-NCSCs增殖和向外周神经元/Schwann细胞分化的作用，建立数学模型定量刻画LIUS作用方式和强度对跨神经导管物质输运和应力分布的影响，应用大鼠坐骨神经断裂模型在体评价LIUS作用方式和强度对iPSCs-NCSCs复合神经导管修复坐骨神经断裂的作用，以论证LIUS联合iPSCs可提高周围神经再生速度及功能恢复的假设，并探讨其作用的力学生物学机制，为探寻高效修复损伤周围神经的途径提供新思路。

结项摘要

各种外伤(如压迫、牵伸、撕裂、切断)以及其他因素(如局部缺血、肿瘤)均会造成神经系统部分或全部损伤，甚至导致功能丧失和其他神经性疾病。尽管周围神经损伤的治疗效果随着科技的发展有了明显提高，但离真正的形态和功能重建还相差甚远。神经再生速度及功能恢复缓慢，并造成支配靶器官萎缩、变性及功能障碍是临床治疗的难点。本项目结合周围神经组织工程原理，构建了内层纳米纤维沿轴向平行排列而外层随机排列的神经导管，以诱导性多潜能干细胞源性神经嵴干细胞(induced pluripotent stem cells derived neural crest stem cells, iPSCs-NCSCs)为种子细胞，通过低强度脉冲超声(low intensity pulsed ultrasound, LIPUS)提高周围神经再生速度及功能恢复。(1) 细胞实验证实不同的诱导培养基可使iPSCs-NCSCs向成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、神经元以及施旺细胞分化。500 mW/cm2的LIPUS可提升iPSCs-NCSCs活性并促进其增殖，促进iPSCs-NCSCs向神经元及施旺细胞分化。(2) 以聚左旋乳酸(poly(L-lactic acid), PLLA)为材料制备组织工程神经导管，利用大鼠坐骨神经断裂模型在体考察了LIPUS联合iPSCs-NCSCs对周围神经损伤修复的作用，发现300 mW/cm2的LIPUS刺激可促进新生血管和神经纤维的形成，提高大鼠坐骨神经损伤的修复质量。(3) 建立了数学模型定量刻画LIPUS作用方式和强度对跨神经导管物质输运和应力分布的影响，发现LIPUS的热效应在周围神经修复中的作用较生物学效应弱。(4) 在基因水平利用高通量测序平台考察了LIPUS刺激对iPSCs-NCSCs基因表达的影响，并通过实时定量PCR对测序结果进行验证，发现500 mW/cm2 LIPUS刺激对iPSCs-NCSCs的基因表达产生了显著性的影响。.本项目从基因水平、细胞水平、动物水平和数值模拟论证了LIPUS联合iPSCs-NCSCs提高周围神经再生速度及功能恢复的可行性，并探讨其作用的力学生物学机制，可为探寻高效修复损伤周围神经的途径提供新思路。

项目成果

期刊论文数量（22）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（12）
专利数量（0）
Effects of low-intensity pulsed ultrasound on cell viability, proliferation and neural differentiation of induced pluripotent stem cells-derived neural crest stem cells
低强度脉冲超声对诱导多能干细胞源性神经嵴干细胞活力、增殖和神经分化的影响
  • DOI：
    10.1007/s10529-013-1313-4
  • 发表时间：
    2013-12-01
  • 期刊：
    BIOTECHNOLOGY LETTERS
  • 影响因子：
    2.7
  • 作者：
    Lv, Yonggang;Zhao, Pengcheng;Yang, Li
  • 通讯作者：
    Yang, Li
Nanotechnology-based cryopreservation of cell-scaffold constructs: a new breakthrough to clinical application
基于纳米技术的细胞支架结构冷冻保存：临床应用的新突破
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    CryoLetters
  • 影响因子：
    1
  • 作者：
    Chen G. B.;Lv Y. G.
  • 通讯作者：
    Lv Y. G.
In vivo repair of rat transected sciatic nerve by low-intensity pulsed ultrasound and induced pluripotent stem cells-derived neural crest stem cells
低强度脉冲超声和诱导多能干细胞源性神经嵴干细胞体内修复大鼠坐骨神经横断
  • DOI：
    10.1007/s10529-015-1939-5
  • 发表时间：
    2015-12-01
  • 期刊：
    BIOTECHNOLOGY LETTERS
  • 影响因子：
    2.7
  • 作者：
    Lv, Yonggang;Nan, Panpan;Yang, Li
  • 通讯作者：
    Yang, Li
Uncertainty and sensitivity analysis of properties of phase change micro/nanoparticles for thermal protection during cryosurgery
冷冻手术热防护相变微/纳米颗粒特性的不确定性和敏感性分析
  • DOI：
    10.1007/s10010-012-0153-z
  • 发表时间：
    2012-04
  • 期刊：
    Forschung im Ingenieurwesen
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Lv, Yonggang;Zou, Yang;Yang, Li
  • 通讯作者：
    Yang, Li
力生长因子对软组织修复调控作用的研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    生物医学工程学杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈义梅;Njunge Lucy Wanjiru;吕永钢;杨力
  • 通讯作者：
    杨力

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其他文献

流体剪切力作用下间充质干细胞在三维支架上生长率理论模型的优化
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    徐志玲;段铭;卢来春;吕永钢
  • 通讯作者：
    吕永钢
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周期性机械拉伸对类风湿关节炎和骨关节炎成纤维样滑膜细胞 BMP- 2 表达的影响
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    周 薇

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低氧响应性脱钙骨基质支架对骨修复的调控及其力学生物学机制
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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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