Sox2质粒诱导成纤维细胞直接重编程为神经干细胞复合多层碳纳米管支架治疗脊髓损伤的实验研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81772349
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    56.0万
  • 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:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Although axon is renewable after spinal cord transection, it couldn’t effectively across the scar interface. It becomes a principle problem restricts the treatment of spinal cord injury. Our study has confirmed that neural stem cells differentiated from induced pluripotent stem cells (iPS) combined with scaffold materials could be effectively utilized to repair spinal cord injury. However, we also found that induction of iPS had following shortcomings, low induction efficiency, time consuming, and tumorigenic potential. Protein-induced iPS may decrease its tumorigenic potential, but its efficiency was not high enough, and usually difficulty to replicate. If we can bypass the multi -potential stem cell process, direct reprogramming somatic cells into required cell could be an effective solution to this issue? In view of the above assumptions, based on our successful experience of induction iPS use plasmid, we intend to induce mouse fibroblasts directly programming into neural stem cells (iNSC) using single factor plasmid Sox2. And utilize multi-wall carbon nanotubes with supreme adhesion and neuronal induction properties. Explore iNSCs adhesion, proliferation, differentiation and other biological behavior on the scaffold. And transplant iNSC-seeded scaffolds in rats model of spinal cord injury to explore whether the tissue engineered spinal cord could promote axonal regeneration across scar interface, form functional neural connections to achieve the purpose of partial repair and reconstruction of the injured spinal cord.
脊髓横断后,轴突虽可再生但不能有效通过瘢痕界面已成为制约脊髓损伤治疗的关键问题。我们研究已证实,诱导多能干细胞(iPS)定向分化神经干细胞复合神经支架材料可有效修复脊髓损伤。但研究亦发现iPS诱导效率低、耗时长、诱导不完全具有潜在的致瘤性。蛋白诱导iPS虽可降低其潜在致瘤性,但其效率低、重复性差。如能绕过多潜能干细胞状态,直接将体细胞重编程为所需细胞可否有效解决这一问题?针对以上假设,我们在应用质粒成功诱导小鼠iPS的基础上,首次拟用Sox2单因子质粒诱导小鼠成纤维细胞直接重编程为神经干细胞(iNSC);并应用具有良好的粘附、诱导定向生长性能的多层碳纳米管构建纳米结构支架,体外研究该支架对iNSC黏附、增殖、分化等生物学行为影响,并将iNSC复合支架植入大鼠脊髓损伤模型,检测该组织工程化脊髓能否有促进轴突的再生通过瘢痕界面,形成功能性的神经连接,达到部分修复和重建脊髓的目的。

结项摘要

诱导多能干细胞(iPS)定向分化为神经干细胞(NSC)复合神经支架材料可有效修复脊髓损伤。但iPS诱导效率低、耗时长、诱导不完全具有潜在的致瘤性。蛋白及小分子诱导iPS虽可降低其潜在致瘤性,但其效率低、重复性差。如能绕过多潜能干细胞状态,直接将体细胞重编程为所需细胞,可能有效解决这一问题。本课题组在过去四年中已完成了1.在应用质粒成功诱导小鼠iPS的基础上,首次拟用Sox2单因子质粒结合电转染诱导小鼠成纤维细胞重编程为神经干细胞(iNSC)及鉴定;2通过Mn离子与变构合成的PPy结合,降低毒性,合成具有良好的弹性模量、自愈合性、导电性、生物相容性的微量锰导电水凝胶,3在体外设计一种电刺激装置研究该支架对iNSC黏附、增殖、分化等生物学行为影响,4将iNSC复合支架植入大鼠脊髓损伤模型,检测该组织工程化脊髓在促进轴突的再生,修复和重建脊髓方面的作用。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Interaction of iPSC-derived neural stem cells on poly(L-lactic acid) nanofibrous scaffolds for possible use in neural tissue engineering.
iPSC 衍生的神经干细胞在聚(L-乳酸)纳米纤维支架上的相互作用,可能用于神经组织工程
  • DOI:
    10.3892/ijmm.2017.3299
  • 发表时间:
    2018-03
  • 期刊:
    International journal of molecular medicine
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Lin C;Liu C;Zhang L;Huang Z;Zhao P;Chen R;Pang M;Chen Z;He L;Luo C;Rong L;Liu B
  • 通讯作者:
    Liu B
Repeated subarachnoid administrations of allogeneic human umbilical cord mesenchymal stem cells for spinal cord injury: a phase 1/2 pilot study
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2021-01-01
  • 期刊:
    CYTOTHERAPY
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Yang, Yang;Pang, Mao;Rong, Li-Min
  • 通讯作者:
    Rong, Li-Min
Umbilical mesenchymal stem cell-derived exosomes facilitate spinal cord functional recovery through the miR-199a-3p/145-5p-mediated NGF/TrkA signaling pathway in rats.
脐带间充质干细胞来源的外泌体通过 miR-199a-3p/145-5p 介导的 NGF/TrkA 信号通路促进大鼠脊髓功能恢复
  • DOI:
    10.1186/s13287-021-02148-5
  • 发表时间:
    2021-02-12
  • 期刊:
    Stem cell research & therapy
  • 影响因子:
    7.5
  • 作者:
    Wang Y;Lai X;Wu D;Liu B;Wang N;Rong L
  • 通讯作者:
    Rong L
Subarachnoid transplantation of human umbilical cord mesenchymal stem cell in rodent model with subacute incomplete spinal cord injury: Preclinical safety and efficacy study
人脐带间充质干细胞蛛网膜下腔移植治疗啮齿动物亚急性不完全性脊髓损伤模型:临床前安全性和有效性研究
  • DOI:
    10.1016/j.yexcr.2020.112184
  • 发表时间:
    2020-10-15
  • 期刊:
    EXPERIMENTAL CELL RESEARCH
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Yang, Yang;Cao, Ting-Ting;Rong, Li-Min
  • 通讯作者:
    Rong, Li-Min
Purmorphamine对神经干细胞分化的影响及其机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国组织工程研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄志;张良明;陈瑞强;杨阳;杨补;刘畅;陈振翔;刘灿;戎利民;刘斌
  • 通讯作者:
    刘斌

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  • 通讯作者:
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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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