机械敏感钙离子通道蛋白Piezo1在咬合应力调控成骨改建防止骨质疏松牙槽骨骨丢失中的作用及机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81870740
  • 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:
    H1502.口腔颅颌面组织器官缺损修复与再生
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Alveolar bone is the foundation of oral function. Our previous study confirmed that estrogen deficiency could induce alveolar bone loss and osteoporosis. Prevention of alveolar bone loss under osteoporosis is critical for oral function and treatment. With an occlusal stress loss model, we found occlusal stress play an important role in prevention of alveolar bone loss via promoting bone formation remodeling in OVX rats. However, it is still unclear that the mechanism by which alveolar bone feels and transducts the occlusal stress. Piezo1 is a type of mechanosensitive ion channel protein whose protein structure has been described in 2018. With a bone mesenchymal stem cells (BMSCs) specific Piezo1 knockout mice model with prx1-Cre, we found Piezo1 can promote bone formation remodeling and is quite sensitive to the stress. We hypothesized that the occlusal stress may promote the osteogenic differentiation of BMSCs by activating Piezo1, thus playing an important part in enhancing the bone remodeling to prevent bone alveolar loss under osteoporosis. Based on the previous experiments, this project intend to construct conditional knockout animal model, utilize the technique of immune coprecipitation and activating or blocking downstream pathway, verify in vivo, to systematically explore the role of Piezo1 in occlusal stress-induced alveolar bone formation remodeling. It will not only be helpful to obtain a new understanding of biomechanical regulation of osteoporotic alveolar bone remodeling, but also meaningful to find a new target to prevent bone loss and develop fresh insights of mechanical biology.
牙槽骨是口腔功能的基础,我们已证实牙槽骨会发生骨质疏松,防止骨质疏松牙槽骨骨量丢失的学科意义重大。前期建立咬合应力丧失模型,发现咬合应力通过促进成骨改建在防止骨丢失中发挥关键作用。牙槽骨是如何感受咬合应力并转化为生物信号,机制不明。机械敏感钙离子通道蛋白Piezo1是最新解析的力敏感离子通道蛋白,课题组前期选用Prx1-Cre构建BMSCs特异Piezo1敲除小鼠,发现其可促进成骨改建且对应力敏感。经过初步验证,提出假设:咬合应力可能通过激活Piezo1促进BMSCs成骨向分化,从而在增强成骨改建防止骨质疏松牙槽骨骨丢失中发挥重要作用。本项目拟在前期基础上,构建诱导型条件敲除模型,利用免疫共沉淀、激活或阻断下游通路等技术,并进行体内验证,系统研究Piezo1在咬合应力调控牙槽骨成骨改建中的机制,既为力学调控骨质疏松牙槽骨改建机理提出新认识,又为发现新靶点防止骨丢失,开拓新的力学生物学思路。

结项摘要

健康的牙槽骨是口腔功能和口腔治疗的基石。在老龄化人口中,越来越多需要口腔治疗的绝经后妇女因雌激素缺乏而出现牙槽骨丢失。局部因素(咬合力丧失)和全身因素(雌激素缺乏)都会影响他们的牙槽骨健康,但其中的关联仍有待阐明。本项目发现咬合力对于维持牙槽骨质量至关重要,而 PIEZO1 协调机械力和雌激素,从而调控牙槽骨稳态。从机制上讲,咬合力损失和 PIEZO1 缺失都可能损害牙槽骨的成骨改建,并通过 Fas 配体 (FasL) 诱导的破骨细胞凋亡进而调节骨吸收。 PIEZO1 可能促进雌激素受体 1 (ESR1) 的活性,后者协同调节 FasL 的转录。本项目揭示了咬合力和雌激素的协同作用,通过 PIEZO1-ESR1-FasL 通路维持牙槽骨稳态。我们的工作支持早期通过牙科治疗恢复咬合力,并提出建议——预防牙槽骨丢失是口腔治疗首要任务。 PIEZO1 不仅可以作为咬合力损失引起的牙槽骨丢失的治疗靶点,还可以作为老年患者代谢性骨丢失的潜在治疗靶点。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(6)
Nanoparticles modified by polydopamine: Working as "drug" carriers
聚多巴胺修饰的纳米粒子:作为“药物”载体
  • DOI:
    10.1016/j.bioactmat.2020.04.003
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Bioactive Materials
  • 影响因子:
    18.9
  • 作者:
    Jin Anting;Wang Yitong;Lin Kaili;Jiang Lingyong
  • 通讯作者:
    Jiang Lingyong
基于Cre/Loxp重组酶系统的谱系示踪技术在成骨改建研究中的应用进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国口腔颌面外科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐宁蔚;王晶;龚佳静;张瑾;金安婷;江凌勇
  • 通讯作者:
    江凌勇
信号转导与转录活化因子3在骨稳态和机械力介导骨重建中的作用机制
  • DOI:
    10.16156/j.1004-7220.2021.05.024
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    医用生物力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    崔怡雯;王紫璐;李蔚绮;成应琪;叶之韵;龚心仪;周巳入;杨屹羚;江凌勇
  • 通讯作者:
    江凌勇
STAT3 is critical for skeletal development and bone homeostasis by regulating osteogenesis
STAT3 通过调节成骨对骨骼发育和骨稳态至关重要
  • DOI:
    10.1038/s41467-021-27273-w
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Nature communications
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Siru Zhou;Qinggang Dai;Xiangru Huang;Anting Jin;Yiling Yang;Xinyi Gong;Hongyuan Xu;Xin Gao;Lingyong Jiang
  • 通讯作者:
    Lingyong Jiang
Isolation and Cultivation of Mandibular Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells in Rats
大鼠下颌骨髓间充质干细胞的分离与培养
  • DOI:
    10.3791/61532
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    J Vis Exp
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Hong Yueyang;Xu Hongyuan;Yang Yiling;Zhou Siru;Jin Anting;Huang Xiangru;Dai Qinggang;Jiang Lingyong
  • 通讯作者:
    Jiang Lingyong

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其他文献

微振动在骨髓间充质干细胞成骨向分化中的作用机制研究进展
  • DOI:
    10.3390/w6061719
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    医用生物力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    金安婷;张鹏;杨屹羚;江凌勇
  • 通讯作者:
    江凌勇
不同去势时间大鼠牙槽骨微结构的
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    上海口腔医学
  • 影响因子:
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  • 作者:
    代庆刚;房兵;张鹏;杨筱;王洁;欧阳宁鹃;吴玉琼;江凌勇
  • 通讯作者:
    江凌勇
信号转导和转录活化因子3在正畸力介导的骨改建中的表达
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    上海口腔医学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周巳入;代庆刚;张鹏;河奈玲;杨树亮;江凌勇
  • 通讯作者:
    江凌勇
间歇张应力对骨质疏松大鼠骨髓基质干细胞骨向分化中细胞骨架的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国组织工程研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    欧阳宁鹃;傅润卿;张鹏;吴玉琼;王洁;江凌勇;房兵
  • 通讯作者:
    房兵
张应力对骨髓间充质干细胞骨向分
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    四川大学学报(医学版).37(3).438-441,2006年3月
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    江凌勇; 赵志河;王军
  • 通讯作者:
    王军

其他文献

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基于谱系示踪技术研究Scara5+细胞在正畸应力调控牙周改建中的作用与命运转归
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  • 资助金额:
    56 万元
  • 项目类别:
    面上项目
STAT3信号在正畸应力调控骨质疏松牙槽骨成骨改建中的作用及机制研究
  • 批准号:
    81570950
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  • 资助金额:
    57.0 万元
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    81371121
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    面上项目
核心结合因子在正畸应力诱导大鼠骨髓基质干细胞骨向分化中的作用及调控机理
  • 批准号:
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  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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  • 资助金额:
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  • 财政年份:
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AI项目解读示例

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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