生物响应性降解水凝胶及促进血管新生的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31370965
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    85.0万
  • 负责人：
    杨军
  • 依托单位：
    南开大学
  • 学科分类：
    C1002.生物材料与生物效应
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2013
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Hydrogel for promoting angiogenesis have become hotspot of regenerative medicine and biomaterial. Combining natural polysaccharide scaffolds with VE-Cadherin-Fc / VEGF-Fc /RGD, in this project, a multi-component protein / peptide/polysaccharide hydrogel is designed, and used in biomimetic building of the extracellular microenvironment for promoting angiogenesis.The hydrogel is prepared by HS-ESP-miniPEG-SH cross-linked fusion protein or peptide functionalized hyaluronic acid, and characterized with the physical / chemical properties of the hydrogel and the enhancement of vascular endothelial cells / human mesenchymal stem cell adhesion, proliferation, migration ,differentiation and angionesis in vivo and in vitro. We try to reveal the regulatory mechanism of the structure of hydrogel and angiogenesis by the synergy interactions of biogradable and multicompositions of hydrogel. Optimization of the hydrogel for promoting angiogenesis will provide theoretical and technical guidance for developing novel tissue engineering scaffolds, and explore the application in liver tissue engineering research. The findings not only further improve the design and production theory of the bio-functional materials, but also promote the development of tissue engineering products used in biomedical basic research and regenerative medicine clinical treatment.
促进血管新生的水凝胶已成为再生医学和生物材料学领域关注的研究热点。基于本课题组天然多糖复合支架材料和内皮细胞钙粘素、血管内皮细胞生长因子融合蛋白的研究基础，本项目拟通过以双端巯基化蛋白酶响应性断裂多肽交联VE-cadherin-Fc/VEGF-Fc/RGD功能化透明质酸丙烯酰肼化物，构建具有蛋白酶响应性降解性能、融合蛋白/多肽联合功能化的天然多糖透明质酸水凝胶。研究水凝胶物理、化学特性及其体内外对血管内皮细胞及人源间充质干细胞的黏附、增殖、迁移、分化及血管新生的影响，揭示水凝胶降解与多组分间的相互作用及其协同作用对水凝胶网络结构和促进血管新生功能的影响机制及调控方法。开发能促进血管新生的水凝胶，并探索其在肝组织工程研究中的应用。该研究成果不仅可进一步完善生物材料生物功能化设计及制作理论，还将推动用于生物医学基础研究和再生医学临床治疗的组织工程产品的开发，具有重要的科学意义和应用价值。

结项摘要

促进血管新生的水凝胶已成为再生医学和生物材料学领域关注的研究热点。基于本课题组天然多糖复合支架材料和内皮细胞钙粘素、血管内皮细胞生长因子融合蛋白的研究基础，本项目通过以双端巯基化基质金属蛋白酶（MMPs）响应性断裂多肽交联hVE-cad-Fc/VEGF-Fc/RGD功能化透明质酸丙烯酰肼化物，成功构建并优化了具有MMPs响应性降解性能、融合蛋白/多肽联合功能化的天然多糖透明质酸水凝胶；同时,还成功研制了hVE-cad-Fc/VEGF-Fc/RGD改性的树枝状聚合物交联巯基化透明质酸水凝胶。进一步研究了水凝胶物理、化学特性及其体内外对血管内皮细胞及人源间充质干细胞的黏附、增殖、迁移、分化及血管新生的影响，结果显示：通过水凝胶骨架中化学键合特异性多肽可以显著提高水凝胶中hVE-cad-Fc的稳定性；水凝胶改性没有显著改变水凝胶的溶胀性、流变性及其孔隙率等理化性质；改性水凝胶成功用于HUVEC体外培养，显著促进HUVEC黏附、增殖、伸展及迁移，快速促进水凝胶表面及内部的毛细血管网状结构形成；揭示了hVE-cad-Fc/RGD联合改性水凝胶通过激活VE-cadherin/PI3K/AKT/P-YAP及P-VEGFR2信号通路，促进了hMSC向血管内皮细胞的分化，显著上调VEGFR2、CD31、eNOS基因及蛋白的表达，增强其LDL吞噬功能，促进血管的快速新生与功能稳定。该研究成果完善了生物材料生物功能化设计与制作理论，并对推动用于生物医学基础研究和再生医学临床治疗的组织工程产品的开发，具有重要的科学意义和应用价值。

项目成果

期刊论文数量（4）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（3）
Enhanced biological functions of human mesenchymal stem cell aggregates incorporating E-cadherin-modified PLGA microparticles
E-钙粘蛋白修饰的 PLGA 微粒增强人间充质干细胞聚集体的生物学功能
  • DOI：
    10.1002/adhm.201670082
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Advanced Healthcare Materials
  • 影响因子：
    10
  • 作者：
    ZhangYan;MaoHongli;Chao Gao;Suhua Li;Qizhi Shuai;Jianbin Xu;Ke Xu;Lei Cao;LangRen;Gu Zhongwei;Akaike Toshihiro;YangJun
  • 通讯作者：
    YangJun
Human VE-cadherin fusion protein as an artificial extracellular matrix enhancing the proliferation and differentiation functions of endothelial cell
人VE-钙粘蛋白融合蛋白作为人工细胞外基质增强内皮细胞的增殖和分化功能
  • DOI：
    10.1021/acs.biomac.5b01467
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Biomacromolecules
  • 影响因子：
    6.2
  • 作者：
    Ke Xu;Qizhi Shuai;Xiaoning Li;Yan Zhang;Chao Gao;Lei Cao;Feifei Hu;Toshihiro Akaike;Jian-xi Wang;Zhongwei Gu;Jun Yang
  • 通讯作者：
    Jun Yang
Surface modification with E-cadherin fusion protein for mesenchymal stem cell culture
E-钙粘蛋白融合蛋白表面修饰用于间充质干细胞培养
  • DOI：
    10.1039/c6tb00765a
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Journal of Materials Chemistry B
  • 影响因子：
    7
  • 作者：
    Yan Zhang;Hongli Mao;Mengyuan Qian;Feifei Hu;Lei Cao;Ke Xu;Qizhi Shuai;Chao Gao;Ren Lang;Toshihiro Akaike;Jun Yang
  • 通讯作者：
    Jun Yang
基于融合蛋白的生物材料及其在组织工程中的应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    中国材料进展
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张妍;许可;高超;杨军
  • 通讯作者：
    杨军

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  • 通讯作者：
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 作者：
    杨军
  • 通讯作者：
    杨军
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    2019
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    --
  • 作者：
    杨军;王宏宇;王亚军;高玉兵;王建文;刘辉
  • 通讯作者：
    刘辉

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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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