基于人羊膜间充质干细胞向成骨、软骨细胞定向分化的真菌来源天然小分子诱导剂发现及调控机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81660363
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    37.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0604.骨、关节、软组织损伤与修复
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The directional differentiation of stem cells is the frontier in the field of regenerative medicine. To manipulate the fate of stem cells on the basis of the chemical genetics, small-molecule compound exerts its unique advantages with high efficiency and specificity. Human amniotic mesenchymal stem cells (hAMSCs) are recognized as the best ideal source of seed cells for bone and cartilage tissue engineering. It has shown a promising prospect for repairing defects in bone and cartilage, and their functional reconstruction. However, the routine inducers of osteogenic and chondrogenic differentiation only show poor efficiency due to low specificity, sensitivity and safety. Due to the diversity of structure and bioactivity, small-molecule compounds of fungi show a great potential to regulate the differentiation of stem cells. Our preliminary investigation showed that fifteen natural small molecules from Cordyceps species and Ganoderma lucidum could induce osteogenic differentiation of hAMSCs, but their availabilities need further improvement, and their regulatory mechanisms still remain unknown. To explore effective inducers and/or approaches involving these small molecules, this study will optimize the composition of inducer associated with osteogenic and chondrogenic differentiation of hAMSCs to obtain high efficiency inducer/approach, and the inductive efficiency is systematically evaluated at the molecular, cellular and animal level. On the basis of the above result, the molecular biology and functional genomics approaches are applied to explore the molecular mechanism of osteogenic and chondrogenic differentiation by new inducer. This work is helpful for the development of novel small molecule inducers. Also, it may provide new inductive strategy for hAMSCs osteogenic and chondrogenic differentiations. It will lay the groundwork for the hAMSCs therapy of some intractable orthopedic diseases.
基于化学遗传学调控干细胞命运的策略,小分子化合物调控展示出高效、专一的独特优势。人羊膜间充质干细胞(hAMSCs)是骨与软骨组织工程最理想的种子细胞新资源,在骨病损治疗及功能重建等方面展示了良好的前景。但常规成骨、成软骨分化诱导剂专一性差,效率低。真菌次级代谢产物具有结构和活性多样的特点,是发掘干细胞分化诱导剂的重要源泉。前期研究提示,虫草、灵芝来源的15种小分子化合物有诱导hAMSCs成骨分化的潜力。本项目拟进一步有机组合候选化合物,提高效价,获得高效调控hAMSCs成骨、成软骨分化的诱导剂,并在分子、细胞及整体水平上评价其诱导分化及修复能力。进而,采用免疫荧光、免疫印迹、分子生物学和功能基因组学相结合的方法,阐明其调控成骨、成软骨细胞分化的作用机制。这将为hAMSCs成骨、成软骨分化调控提供新的策略,为开发新型干细胞定向分化小分子诱导剂,以及临床应用hAMSCs治疗骨科疾病奠定基础。

结项摘要

骨及软骨缺损的修复与功能重建是生物医学领域一大难题。干细胞组织工程技术飞速发展在骨病损治疗与功能重建方面展示出良好应用前景,但仍面临体内外分化效率低、修复机制不明、疗效欠佳等制约临床应用的瓶颈问题。本项目基于化学遗传学调控干细胞命运的策略,借助天然化合物化学调控具有高效、专一的特点,以人羊膜间充质干细胞(hAMSCs)为研究对象,通过建立高通量成骨、成软骨细胞筛选模型,筛选了500余个天然化合物,发掘到GD-A、BDMC、LIM和HA等具有诱导向成骨细胞、软骨细胞分化潜力的天然化合物,并揭示了其调控分化的新机制,进而创建了 HA与hAMSCs鸡尾法治疗碘乙酸钠诱导的骨性关节炎疾病模型、BDMC联合hAMSCs移植治疗去卵巢诱导的骨质疏松症疾病模型新策略,疗效显著。因此,本研究对拓宽天然化合物新用途及创建骨病损治疗新策略奠定了良好的基础。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(5)
专利数量(9)
天然小分子化合物诱导间充质干细胞向成骨分化的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中草药
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王怡晴;刘如明;王诺鑫;肖建辉
  • 通讯作者:
    肖建辉
Effects of hyaluronic acid on differentiation of human amniotic epithelial cells and cell-replacement therapy of type 1 diabetes mice
透明质酸对人羊膜上皮细胞分化的影响及1型糖尿病小鼠的细胞替代治疗
  • DOI:
    10.1016/j.yexcr.2019.111642
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Experimental Cell Research
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Yi Luo;Ya-Wei Cheng;Chang-Yin Yu;Ru-Ming Liu;Yu-Jie Zhao;Dai-Xiong Chen;Jian-Jiang Zhong;Jian-Hui Xiao
  • 通讯作者:
    Jian-Hui Xiao
Ganoderal A effectively induces the osteogenic differentiation of human amniotic mesenchymal stem cells via Wnt/β-catenin and BMPs/SMADs signaling pathways.
Ganoderal A 通过 Wnt/β-catenin 和 BMPs/SMADs 信号通路有效诱导人羊膜间充质干细胞的成骨分化。
  • DOI:
    10.1016/j.biopha.2019.109807
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Biomedicine & Pharmacotherapy
  • 影响因子:
    7.5
  • 作者:
    Wang Yi-Qing;Wang Nuo-Xin;Luo Yi;Yu Chang-Yin;Xiao Jian-Hui
  • 通讯作者:
    Xiao Jian-Hui
Ganoderic acid D protects human amnion mesenchymal stem cells against oxidative stress-induced senescence through PERK/NRF2 signaling pathway
灵芝酸D通过PERK/NRF2信号通路保护人羊膜间充质干细胞免受氧化应激诱导的衰老
  • DOI:
    10.1155/2020/8291413
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Oxidative Medicine and Cellular Longevity
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xu Yan;Yuan Huan;Luo Yi;Zhao Yu-Jie;Xiao Jian-Hui
  • 通讯作者:
    Xiao Jian-Hui
Improved production of jiangxienone in submerged fermentation of Cordyceps jiangxiensis under nitrogen deficiency
缺氮条件下江西虫草深层发酵提高江西烯酮产量
  • DOI:
    10.1007/s00449-018-1970-8
  • 发表时间:
    2018-06
  • 期刊:
    Bioprocess and Biosystems Engineering
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Jiang Lu-Xi;Han Li-Liang;Wang Hui-Ping;Xu Jun-Wei;Xiao Jian-Hui
  • 通讯作者:
    Xiao Jian-Hui

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其他文献

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    --
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    肖建辉
  • 通讯作者:
    肖建辉
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    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    肖建辉
  • 通讯作者:
    肖建辉
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    现代食品科技
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    付田田;舒蓝萍;徐理宏;牛丽亚;涂瑾;肖建辉
  • 通讯作者:
    肖建辉
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  • DOI:
    10.5897/ajmr12.1819
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Latin American Journal of Pharmacy
  • 影响因子:
    0.2
  • 作者:
    肖建辉
  • 通讯作者:
    肖建辉

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

        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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