硫化氢在衰老微环境中对间充质干细胞功能的影响及调控机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    81600829
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    18.0万
  • 负责人：
    苏盈盈
  • 依托单位：
    首都医科大学
  • 学科分类：
    H1502.口腔颅颌面组织器官缺损修复与再生
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Tooth loss is common in elder population which can lead to resorption of the tooth-bearing alveolus thus impacts the integrity and function of the alveolar process. Stem cell-based tissue engineering provides a new method for the repair and regeneration of alveolar bone defect. However, aging reduces the function of tissue resident and exogenous stem cells which impact the regeneration capacity of alveolar bone. Cell-extrinsic environment was reported to have the ability to restore the function of aged stem cells. However, currently little is known about the influence of age on mesenchymal stem cells function and stem cell-mediated bone regeneration. We have found that hydrogen sulfide (H2S) plays an important role in maintaining the function of stem cells. H2S level in stem cells derived from alveolar bone declines with age. The present study aims to investigate the role of H2S in mesenchymal stem cells aging and the underlying mechanisms. The capacity of H2S and its downstream molecules in facilitate bone regeneration will be examined using an aged rat alveolar bone defect model. The findings will provide a better understanding of the mechanisms involved in stem cell aging and suggest a novel therapeutic approach for the treatment of bone loss and other age-associated diseases.
老年人牙齿缺失率高，牙齿缺失后常引起大面积的牙槽骨吸收。干细胞介导的骨再生成为牙槽骨重建的新手段。在老年人的骨再生过程中，衰老微环境会削弱机体的再生能力和植入干细胞的功能从而影响牙槽骨的修复效果。研究表明，改善衰老干细胞的功能或调节宿主微环境可以促进干细胞的再生效果，但是目前，对于间充质干细胞衰老的机制以及如何通过调控衰老微环境来促进骨再生知之甚少。我们前期发现内源性硫化氢（H2S）的减少可影响间充质干细胞的生理功能，而且老年人牙槽骨来源的干细胞中H2S的产生减少，表明H2S参与维持干细胞的生理功能，H2S含量的减少可能与细胞衰老有关。本研究拟通过体外实验探讨H2S维持间充质干细胞生理功能和抗衰老的分子机制，并在衰老大鼠牙槽骨缺损模型中验证H2S及其下游信号分子在衰老微环境中促进骨再生的作用。本研究将为老年患者的干细胞治疗提供新的思路，并为干细胞介导的其他衰老相关疾病的治疗提供参考。

结项摘要

研究背景：老年人牙齿缺失率高，牙齿缺失后常引起大面积的牙槽骨吸收，影响牙槽骨的完整性和功能，从而影响后续缺牙修复效果。近年干细胞组织工程为牙槽骨缺损的修复和再生提供了一种新的方法，然而在老年人的骨再生过程中，衰老微环境会削弱机体的再生能力和植入干细胞的功能从而影响牙槽骨的修复效果。研究发现硫化氢(H2S) 作为一种重要的气体信号分子在维持干细胞功能方面起着重要作用，并有研究指出其与衰老关系密切。本研究旨在探讨H2S在间充质干细胞衰老过程中的作用及其机制。研究其促进衰老微环境中牙槽骨再生的能力，发现关键信号分子。为干细胞衰老的机制提供新的思路，并为老年患者骨缺损的恢复治疗提供新思路和方法。.研究方法：β-半乳糖苷酶染色、蛋白质印迹法、实时定量PCR、流式细胞术、碱性磷酸酶染色、茜素红染色、显微CT扫描以及大鼠牙槽骨缺损模型.研究结果：骨髓间充质干细胞(BMMSCs)表达CBS、CSE和MPST这三种H2S合成途径关键酶，产生一定量H2S存在于细胞质中并扩散到组织微环境中。骨髓间充质干细胞内H2S水平随年龄增长而下降。用CBS和CSE抑制剂羟胺(HA)和dl -丙炔基甘氨酸(PAG)阻断H2S的生成，降低微环境H2S含量，细胞衰老程度增加，速度加快。利用H2S缓释供体(GYY4137)增加H2S的生理水平可以显著抑制衰老进程，同时恢复部分干细胞成骨分化功能。同时大鼠牙槽骨缺损模型证实H2S在衰老微环境中促进骨再生。在此过程中Calcineurin-NFAT1信号通路被发现是主要调控信号之一，调控H2S诱导的衰老抑制作用。.研究结论：H2S通过Calcineurin-NFAT1信号通路在延缓BMMSCs衰老促进骨再生中发挥重要作用。

项目成果

期刊论文数量（3）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Ecological Balance of Oral Microbiota Is Required to Maintain Oral Mesenchymal Stem Cell Homeostasis.
维持口腔间充质干细胞稳态需要口腔微生物群的生态平衡
  • DOI：
    10.1002/stem.2762
  • 发表时间：
    2018-04
  • 期刊：
    Stem cells (Dayton, Ohio)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Su Y;Chen C;Guo L;Du J;Li X;Liu Y
  • 通讯作者：
    Liu Y
Effect of Bone Morphogenetic Protein 6 on Immunomodulatory Functions of Salivary Gland-Derived Mesenchymal Stem Cells in Sjogren's Syndrome
骨形态发生蛋白6对干燥综合征唾液腺间充质干细胞免疫调节功能的影响
  • DOI：
    10.1089/scd.2017.0161
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Stem Cells and Development
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Xu Junji;Su Yingying;Hu Lei;Cain Alex;er;Gu Yi;Liu Bowen;Wu Ruiqing;Wang Songlin;Wang Hao
  • 通讯作者：
    Wang Hao

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其他文献

基于KPLS子空间虚假最近邻的非线性变量选择
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    International Journal of Advancements In Computing Technology
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    苏盈盈;梁山;成曾;颜克胜
  • 通讯作者：
    颜克胜
基于ICA_FNN的软传感器建模过程原是特征选择
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    仪器仪表学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    苏盈盈;易军;姚立忠;徐敏
  • 通讯作者：
    徐敏
Dynamics model of bed bug infestation in residential community
居住社区臭虫侵扰动力学模型
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Information Technology Journal
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    葛继科;李太福;苏盈盈;陈国荣
  • 通讯作者：
    陈国荣
神经网络模型的透明化及输入变量约简
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    计算机科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    易军;苏盈盈;胡文金;肖大志
  • 通讯作者：
    肖大志
强跟踪平方根UKFNN的铝电解槽工耗动态演化模型
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    自动化学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李太福;姚立忠;易军;胡文金;苏盈盈;贾威
  • 通讯作者：
    贾威

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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