细胞死亡模式necroptosis在椎体成形术后再骨折的机制研究及新型载药骨水泥的研制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81472086
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    72.0万
  • 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:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Osteoporotic vertebral compression fractures (OVCFs) has become a common disease in the elderly. Recently developed surgical treatment methods of Percutaneous vertebroplasty (PVP) and Percutaneous kyphoplasty (PKP) can fast relieve pain in patients by injecting PMMA bone cement into the compressed vertebra. But more and more attention has been paid to the postoperative vertebra refracture. The bone necrosis caused by PMMA implantation is an important risk factor for refractures occurrence. Necroptosis is a new mode of cell death discovered in recent years which is closely related to inflammation, although its mechanism in refractures is still unclear. Our previous studies demonstrated that the MMA monomer could promote the level of inflammatory mediators after it was injected into vertebral body. Through a combination of morphological and molecular biological methods, this research is aimed to firstly investigate the effect on osteoblasts apoptosis of TNF-α, a typical inflammatory mediator, which can lead to necroptosis; secondly, to detect the physical and chemical properties of improved PMMA bone cement containing Nec-1, the specific inhibitor of necroptosis;finally, to observe the difference of bone necrosis caused between the containing Nec-1 PMMA bone cement and traditional PMMA bone cement injecting in animal vertebrae, to clear the existence of necroptosis after PMMA implants and to clarify the feasibility of bone cement containing Nec-1. Ultimately, our research may provide an experimental support for the prevention of the postoperative vertebra refracture after PVP or PKP.
骨质疏松性椎体压缩骨折已成为危害中老年人健康的常见疾病。经皮椎体(后凸)成形术通过将PMMA骨水泥注入压缩椎体,可以迅速缓解患者疼痛症状,临床效果显著,但术后手术椎体的再骨折逐渐引起人们的重视。PMMA植入造成的骨坏死是其发生的重要危险因素之一。坏死性凋亡(Necroptosis)是近年来最新发现的与炎症关系密切的新型细胞死亡模式,但其在再骨折中的作用未知。我们的前期研究证实,MMA骨水泥单体植入椎体后可引起椎体内炎性介质TNF-α的升高。本研究拟联合组织形态学、分子生物学等多种方法,首先探究诱导坏死性凋亡的典型炎性介质TNF-α对成骨细胞凋亡的影响;第二检测载坏死性凋亡特异性阻断剂Nec-1改良PMMA骨水泥的理化性质;第三观察载Nec-1的骨水泥植入动物椎体内后骨坏死产生的情况,明确PMMA植入后坏死性凋亡的存在。最终为椎体(后凸)成形术后防止再骨折发生的干预治疗提供一定的实验依据。

结项摘要

主要研究内容:运用细胞培养建立成骨细胞MC3T3-E1分化模型,用炎性介质TNF-α,Nec-1(一种特异性坏死性凋亡抑制剂)和Z-IETD-FMK(一种特异性凋亡抑制剂)与成骨细胞MC3T3E1共同培养,利用分子生物学的多种方法明确典型炎性坏死性凋亡是否在TNF-α死亡中发挥作用。通过CPC与PMMA不同比例的混合制备混合型骨水泥,运用多种方法检测混合型骨水泥的理化性质,探究理想的混合骨水泥载体。构建动物模型,通过组织学、分子生物学等多种检测方法验证在植入PMMA后是否会引起骨组织的坏死,以及坏死性凋亡是否存在于骨组织的坏死中。.重要结果:TNF-α以剂量和时间依赖性的方式抑制细胞增殖;Nec-1可逆转流式细胞学中由TNF-a加Z-IETD-FMK引起的细胞群移位;TNF-α加Z-IETD-FMK增加RIPK3和p-MLKL;RIPK3,MLKL和caspase 3的mRNA水平的变化是与相应蛋白质表达水平的变化不一致。CPC与PMMA混合可以改良PMMA的理化性质,能够作为药物的理想载体系统,在CPC与PMMA比例为3:1时,载药释放最佳,但是考虑其生物力学较低,可以考虑1:1比例进行调整水泥比例。在动物实验中,HE染色及电镜扫描均表现出了植入水泥后,骨组织不同程度的骨组织坏死、骨细胞缺失及骨小梁的断裂,分子生物学检测发现坏死性凋亡特异性蛋白RIPK 3在载有Nec-1的混合型骨水泥组降低,说明坏死性凋亡在植入水泥引起的骨组织坏死中是存在的。.科学意义:首次阐明当使用Z-IETD-FMK阻断TNF-α诱导的细胞凋亡时,坏死性凋亡在成骨细胞死亡中扮演重要角色,而Nec-1可对成骨细胞起保护作用。完成了PMMA和CPC的混合型骨水泥的配制,并明确了释放Nec-1的最佳配比,为进一步的体内实验提供材料,也为临床应用提供一种新的选择。在动物实验中,首次验证了坏死性凋亡通路的存在,为临床中预防和治疗因骨水泥植入后引起的坏死性凋亡导致的椎体再骨折提供新的思路和方法。

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)
Necroptosis occurs in osteoblasts during tumor necrosis factor-a stimulation and caspase-8 inhibition
肿瘤坏死因子-a 刺激和 caspase-8 抑制期间成骨细胞发生坏死性凋亡
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Brazilian Journal of Medical and Biological Research
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Guan Shi;Pu Jia;Hao Chen;Li Bao;Fei Feng;Hai Tang
  • 通讯作者:
    Hai Tang
聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的基础研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    临床和实验医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    贾崇哲;唐海;陈浩;贾璞;包利
  • 通讯作者:
    包利
Coflex棘突间非融合弹性内固定术与后路椎间融合 固定术治疗腰椎单节段退行性变疗效评价
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    山东医药
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈萌萌;唐海;贾崇哲;贾璞;陈浩;包利;冯飞
  • 通讯作者:
    冯飞
Controlled Release of Necrostatin-1 from Calcium Phosphate-Polymethyl Methacrylate Bone Cement
Necrostatin-1 从磷酸钙-聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥中的控释
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018-05
  • 期刊:
    Journal of Biomaterials and Tissue Engineering
  • 影响因子:
    0.1
  • 作者:
    Xiang JI;Guan Shi;Hao Chen;Pu Jia;Li Bao;Fei Feng;Hai Tang
  • 通讯作者:
    Hai Tang
经皮椎体成形术与经皮椎体后凸成形术术后手术椎体再发骨折比较
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中华骨质疏松和骨矿盐疾病杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张湛金;唐海
  • 通讯作者:
    唐海

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    刘金海
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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

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          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]
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