膝关节骨性关节炎中软骨下骨板的显微组织形态学变化及其与血管生成的关系

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81702181
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0608.骨、关节、软组织退行性病变
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Knee osteoarthritis (OA) is the most prevalent type of OA, and a major cause of pain and disability in the aging population. Subchondral bone, consisting of subchondral bone plate (SBP) and subchondral trabecular bone (STB), has been reported to play a pivotal role in both the initiation and progression of knee OA. As a dense mineralized lamella lying between cartilage and deeper bone tissue, SBP acts as a biomechanical and biochemical shield for the underlying STB. Subchondral microvasculature is deeply involved in the osteoarthritic degeneration of the cartilage. However, the role of microvasculature in the deterioration of subchondral bone is poorly investigated. Consequently, we hypothesize that SBP damage may have a substantial correlation with the abnormal changes of STB and SBCs formation in knee OA; microvasculature is closely involved in the subchondral bone degeneration. To address this, we will recruit 200 patients with knee OA, and extract subchondral bone cylinders from the load-bearing region of tibial plateau after the knee replacement. Then we will investigate the influence of microstructural and microvascular alterations in SBP on the STB microarchitecture and remodeling activity, and SBCs frequency, by means of micro-CT and histomorphometry. Histopathological changes of SBCs and their influence on the surrounding trabecular bone will also be assessed. Following the clinic study, a knee OA animal model will be established by intra-articular injection of collagenase. A prospective study is designed to assess the alterations of SBP and STB in different phases of knee OA in the following aspects: microarchitecture, biomechanical characteristics, histological bone remodeling level, and microvasculature. The dynamic correlations between SBP integrity and STB homeostasis, SBCs formation will be evaluated. Finally, an in vitro experiment is designed to the characteristics of subchondral bone-derived endothelial cells and its influence on bone metabolism in OA.
膝关节骨性关节炎(OA)是导致老年人疼痛和残疾的主要原因。软骨下骨由软骨下骨板(SBP)和软骨下松质骨(STB)构成,在OA发生发展中发挥重要作用。而SBP特性对STB稳态影响的相关研究匮乏。在OA中,血管生成对软骨退变有重要影响,但微血管在软骨下骨退变中的作用却鲜有研究。据此我们提出假说:膝关节OA中,SBP损伤与STB稳态破坏密切相关;微循环异常可引起软骨下骨退变。为验证此假说,我们拟入组200例膝关节OA患者,获取其胫骨平台软骨下骨标本。通过micro-CT和组织形态学方法研究SBP微结构和微循环损伤对STB稳态、SBCs形成的影响,并评估SBCs的组织学类型及其对周围骨组织的作用。通过构建OA动物模型,研究在膝关节OA不同发展阶段,SBP和STB在显微结构、生物力学特性、组织学骨重建水平及微循环等方面的动态变化。最后通过体外实验评估OA中骨源性微血管内皮细胞特点及其对骨代谢影响。

结项摘要

骨性关节炎(OA)是导致老年人疼痛和残疾的主要原因。软骨下骨由软骨下骨板( SBP)和软骨下松质骨(STB)构成,在OA发生发展中发挥重要作用。而SBP特性对STB稳态影响的相关研究匮乏。在OA中,血管生成对软骨退变有重要影响,但微血管在软骨下骨退变中的作用却鲜有研究。据此我们提出假说:OA中,SBP损伤与STB稳态破坏密切相关;微循环异常可引起软骨下骨退变。为验证此假说,我们收集行关节置换的OA患者,获取其关节软骨下骨标本。通过micro-CT和组织形态学方法研究SBP微结构和微循环损伤对STB稳态、SBCs形成的影响,并评估SBCs的组织学类型及其对周围骨组织的作用。通过构建OA动物模型,研究在OA不同发展阶段,SBP和STB在显微结构、生物力学特性、组织学骨重建水平及微循环等方面的动态变化,以及微循环和骨代谢之间的相关性。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
LMCD1 promotes osteogenic differentiation of human bone marrow stem cells by regulating BMP signaling
LMCD1通过调节BMP信号促进人骨髓干细胞成骨分化
  • DOI:
    10.1038/s41419-019-1876-7
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Cell Death & Disease
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Zhu Bin;Xue Feng;Zhang Changqing;Li Guangyi
  • 通讯作者:
    Li Guangyi
Subchondral bone deterioration in femoral heads in patients with osteoarthritis secondary to hip dysplasia: A case-control study
髋关节发育不良继发骨关节炎患者股骨头软骨下骨退化:病例对照研究
  • DOI:
    10.1002/nme.4665
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Orthopaedic Translation
  • 影响因子:
    6.6
  • 作者:
    Li Guangyi;Chen Lianzhi;Zheng Qiujian;Ma Yuanchen;Zhang Changqing;Zheng Ming Hao
  • 通讯作者:
    Zheng Ming Hao
Pathogenesis and clinical management of obesity-related knee osteoarthritis: Impact of mechanical loading
肥胖相关膝骨关节炎的发病机制和临床治疗:机械负荷的影响
  • DOI:
    10.1016/j.jot.2020.05.001
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Orthopaedic Translation
  • 影响因子:
    6.6
  • 作者:
    Chen Lianzhi;Zheng Jessica Jun Yi;Li Guangyi;Yuan Jun;Ebert Jay R.;Li Hengyuan;Papadimitriou John;Wang Qingwen;Wood David;Jones Christopher W.;Zheng Minghao
  • 通讯作者:
    Zheng Minghao
CRYAB promotes osteogenic differentiation of human bone marrow stem cells via stabilizing beta-catenin and promoting the Wnt signalling
CRYAB 通过稳定 β-catenin 和促进 Wnt 信号传导促进人骨髓干细胞的成骨分化
  • DOI:
    10.1111/cpr.12709
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Cell Proliferation
  • 影响因子:
    8.5
  • 作者:
    Zhu Bin;Xue Feng;Li Guangyi;Zhang Changqing
  • 通讯作者:
    Zhang Changqing
Ginkgolide B promotes osteoblast differentiation via activation of canonical Wnt signalling and alleviates osteoporosis through a bone anabolic way
银杏内酯 B 通过激活经典 Wnt 信号促进成骨细胞分化,并通过骨合成代谢方式缓解骨质疏松
  • DOI:
    10.1111/jcmm.14503
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    JOURNAL OF CELLULAR AND MOLECULAR MEDICINE
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Zhu Bin;Xue Feng;Zhang Changqing;Li Guangyi
  • 通讯作者:
    Li Guangyi

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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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