RIPK3在磨损颗粒激活巨噬细胞PRRs/NLRP3信号通路引起人工关节无菌性松动中的作用机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81672186
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0605.骨、关节、软组织移植与重建
  • 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

Arthroplasty is the most effective treatment for end-stage osteoarthropathy. Over the world, more than 13 million cases of arthoplasty were performed each year, while the longevity of artificial joint is limited largely due to the aseptic loosening, which doesn’t have any effective pharmaceutical treatment yet. The applicant has conducted in-depth researches in Germany and in China under the support of several NSFC funds. She found that wear particles from prostheses could activate macrophages via PRRs to produce inflammatory cytokines, which activate osteoclasts, and result in periprosthetic osteolysis, which is the main cause of aseptic loosening of artificial joint. Recently, we have revealed that activation of NLRP3 was the crucial part in the production of inflammatory cytokines in macrophages stimulated by wear particles. Latest researches reported that activation of NLRP3 inflammasome assembled by NLRP3, ASC and pro-Caspase-1 was the key process in production of inflammatory cytokines in macrophages, while RIPK3 (receptor-interacting protein kinase 3) was the pivotal regulating target in the activation of NLRP3 inflammasome. However, it remains unclear whether RIPK3 has a role in aseptic loosening of artificial joint. On the basis of previous researches, this project will explore the role of RIPK3 in activation of macrophage PRRs/NLRP3 signaling pathway and secretion of inflammatory cytokine induced by wear particles via in vivo and in vitro experiments, and provide a new horizon in the prevention and treatment of aseptic joint loosening.
人工关节置换术是治疗终末期骨关节疾病最有效的方法,全球每年超过1300万例,而术后假体无菌性松动严重制约了人工关节的使用寿命,目前却无有效的药物来防治它。本人在德国留学期间及回国后国家自然基金资助下的研究发现:来源于假体的磨损颗粒通过经典激活巨噬细胞PRRs释放的前炎症因子可进一步激活破骨细胞导致假体旁骨溶解,这是人工关节无菌性松动的主要原因。我们近期发现颗粒刺激巨噬细胞PRRs产生前炎症因子的过程中NLRP3起了重要作用。最近有研究提出激活NLRP3与ASC和Caspase-1前体组装成的NLRP3炎性小体是巨噬细胞产生前炎症因子的关键,而RIPK3是调控该小体激活的关键靶点,但其在人工关节无菌性松动中的作用尚无文献报道。本研究将在以往的基础上,通过体内外实验探讨RIPK3在磨损颗粒激活巨噬细胞PRRs/NLRP3信号通路的作用,为防治人工关节无菌性松动开辟新的思路。

结项摘要

人工关节置换术是治疗终末期骨关节疾病的最有效方法,但无菌性松动严重制约了假体远期寿命。既往研究表明磨损颗粒能激活巨噬细胞的模式识别受体PRRs,如TLRs、NLRs等,从而产生促炎因子,继而激活破骨细胞引起假体周围骨溶解,最终导致人工关节无菌性松动。在前期研究基础上,本项目目前已按研究计划顺利完成,并有如下发现:1、在磨损颗粒刺激的巨噬细胞中,RIPK3可参与到NLRP3炎性小体的组装中,并促进巨噬细胞线粒体凋亡释放活性氧,从而介导IL-1β的释放;2、敲低RIPK3可抑制钛颗粒刺激巨噬细胞NLRP3炎性小体的组装,降低IL-1β分泌水平;3、通过小鼠颅骨溶解模型的建立,我们进一步证明RIPK3敲低慢病毒的注射可以缓解钛颗粒引起的颅骨溶解情况,说明RIPK3在磨损颗粒激活巨噬细胞引起人工关节无菌性松动的过程中起重要作用。但上述实验抑制RIPK3的表达并未能完全阻止炎症因子表达上调,其他PRRs(包括NLRs和TLRs)相关分子可能参与磨损颗粒激活巨噬细胞引起人工关节无菌性松动的过程,因此我们通过后续研究发现ZBTB20正向调控钛颗粒诱导巨噬细胞的促炎效应,而USP14/NLRC5和NOD2对钛颗粒诱导的骨溶解起重要的负性调节作用。综上所述,PRRs通路在磨损颗粒激活巨噬细胞引起人工关节无菌性松动的过程中起重要作用,其中RIPK3是磨损颗粒通过PRRs引起人工关节无菌性松动的关键分子。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(3)
会议论文数量(8)
专利数量(0)
NOD2 negatively regulated titanium particle-induced osteolysis in mice
NOD2 负向调节钛颗粒诱导的小鼠骨溶解
  • DOI:
    10.1039/c9bm00306a
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Biomaterials Science
  • 影响因子:
    6.6
  • 作者:
    Li Shixun;Qiu Junxiong;Qin Ling;Peng Peng;Li Changchuan;Mao Jiaji;Fang Guibin;Chen Zhong;Lin Sipeng;Fu Yuan;Cai Weibin;Ding Yue
  • 通讯作者:
    Ding Yue
Functional peptides for cartilage repair and regeneration
用于软骨修复和再生的功能肽
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    American Journal of Translational Research
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Liu Qisong;Jia Zhaofeng;Duan Li;Xiong Jianyi;Wang Daping;Ding Yue
  • 通讯作者:
    Ding Yue
Carnosol suppresses RANKL-induced osteoclastogenesis and attenuates titanium particles-induced osteolysis.
鼠尾草酚抑制 RANKL 诱导的破骨细胞生成并减弱钛颗粒诱导的骨溶解。
  • DOI:
    10.1002/jcp.29978
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Cellular Physiology
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Li Y;Lin S;Liu P;Huang J;Qiu J;Wen Z;Yuan J;Qiu H;Liu Y;Liu Q;Zhou T;Luo P;Guo H;Ma Y;Guo D;Mo G;Tang Y;Xu L;Liang;Xu J;Ding Y;Zhang S
  • 通讯作者:
    Zhang S
12周是使用卵巢切除法建立雌性C57/BL6J成年小鼠绝经后骨质疏松模型的合适时机
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1006-7108.2018.05.005
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国骨质疏松杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    傅光涛;刘生;李长川;伍俊妍;李仕勋;秦岭;刘伟;邱俊雄;彭芃;丁悦
  • 通讯作者:
    丁悦
ZBTB20 mediated titanium particle-induced peri-implant osteolysis by promoting macrophage inflammatory response
ZBTB20通过促进巨噬细胞炎症反应介导钛颗粒诱导的种植体周围骨溶解
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Biomaterials Science,2020,Accepted
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Qiu JX;Peng P;Xin M;Wen ZK;Chen Z;Lin SP;Kuang MY;Fu Y;Fang GB;Li SX;Li CC;Mao JJ;Qin L;Ding Y
  • 通讯作者:
    Ding Y

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其他文献

磨损颗粒刺激巨噬细胞引起人工关节松动的作用机制
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    --
  • 发表时间:
    --
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  • 作者:
    吕浩然;刘尚礼;丁悦;等.
  • 通讯作者:
    等.

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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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