T-VSCC钙离子通道参与介导力学过载诱发软骨细胞病理性肥大化的机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31800784
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1001.生物力学与生物流变学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Mechanical loading is crucial for the regulation of cartilage morphology and function. Physiological mechanical loading maintains proper function of chondrocytes, whereas prolonged pathological mechanical overloading has negative impact on chondrocyte phenotype. Previous studies demonstrated that mechanical overloading induces articular cartilage degeneration through initiating chondrocyte hypertrophy. However, the underlying mechano-transduction process of mechanical overloading is still largely unknown. Our previous study showed a significantly up-regulated T-type voltage sensitive calcium channel (T-VSCC) protein level in hypertrophic chondrocytes located in medial cartilage of varus knees, suggesting T-VSCC might play a central role in mechanical overloading induced chondrocyte hypertrophy. Based on the data of preliminary research,we propose our hypothesis: mechanical overloading up-regulates T-VSCC expression level in chondrocyte, enhances [Ca2+]i and initiates hypertrophic process through Nuclear factor of activated T-cells (NFAT) dephosphorylation. In the present study, we aim to demonstrate the regulation effect of mechanical overloading up-regulated T-VSCC expression and protein levels by establishing in-vitro and in-vivo models. With these models, the role of T-VSCC in mechanical overloading induced chondrocyte hypertrophy will be investigated. By exploring the relationship between T-VSCC up-regulation induced [Ca2+]i signal and NFAT dephosphorylation, the underlying mechanism of T-VSCC mediated mechanical overloading induced chondrocyte hypertrophy will be uncovered. The conclusion of present study will provide new insight into molecular mechanism of chondrocyte mechano-transduction, as well as possible intervention target for mechanical overloading induced cartilage degeneration.
力学刺激是调控软骨形态与功能的重要因素:生理水平力学刺激维持软骨细胞正常功能,但非生理的长期力学过载对其表型维护起负面作用。既往研究表明,力学过载通过启动软骨细胞肥大化进程诱发软骨退变,但其中的转导机制不清。我们前期发现:内翻膝高应力退变区域软骨细胞病理性肥大化且T型电压门控钙离子通道(T-VSCC)高表达,其可能介导力学过载诱发的软骨细胞肥大化。在进一步预实验基础上,我们提出假说:力学过载通过上调T-VSCC表达,增强[Ca2+]i信号,并经由活化T细胞因子(NFAT)启动病理性肥大化。本项目拟建立力学过载模型考察力学刺激对T-VSCC的调控作用,分析T-VSCC在力学过载诱导软骨细胞病理性肥大化中的介导作用,阐明T-VSCC上调后的[Ca2+]i信号对NFAT的调控机制验证假说。本项目的结论有望为阐明软骨细胞内力学信号转导机制提供新观点;并为力学过载诱发软骨退变的治疗提供潜在干预靶点。

结项摘要

力学刺激是调控软骨形态与功能的重要因素:生理水平力学刺激维持软骨细胞正常功能,但非生理的长期力学过载对其表型维护起负面作用。既往研究表明,力学过载通过启动软骨细胞肥大化进程诱发软骨退变,但其中的转导机制不清。本项目通过构建力学过载动物模型与体外细胞模型,借助免疫组化、PCR、WB等检测手段,逐步完成本项目研究内容:(1)完成力学刺激模型建立与验证;以及力学过载对软骨细胞肥大化及对T-VSCC水平的调控作用;(2)T-VSCC在软骨细胞透明软骨表型中的调控作用;(3)T-VSCC调控软骨细胞表型的作用机制,最终发现T-VDCC亚型蛋白Cav3.3通过调控下游钙离子信号发生及NFAT信号通路活化,在关节软骨细胞透明软骨表型维持中具有重要调控作用。本项目的结论为阐明关节软骨细胞内力学信号转导机制提供新观点;并为力学过载诱发软骨退变的治疗提供了潜在干预靶点。截止目前,本项目累计参加国内外会议大会发言 2 次;在国际刊物发表 SCI 论文 4 篇,其中1篇论文获得全美排名第一骨科专科医院(HSS)Peter Torzilli 教授推荐入选 Faculty Opinions (评价指数“非常好”);申请国家发明专利 1 项,培养博士研究生1名。

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(0)
Synergistically regulated spontaneous calcium signaling is attributed to cartilaginous extracellular matrix metabolism
协同调节的自发钙信号传导归因于软骨细胞外基质代谢
  • DOI:
    10.1002/jcp.27657
  • 发表时间:
    2019-06-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF CELLULAR PHYSIOLOGY
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Gong, Xiaoyuan;Li, Gaoming;Yang, Liu
  • 通讯作者:
    Yang, Liu
Intra-articular injection of anti-inflammatory peptide-loaded glycol chitosan/fucoidan nanogels to inhibit inflammation and attenuate osteoarthritis progression
关节内注射抗炎肽乙二醇壳聚糖/岩藻多糖纳米凝胶可抑制炎症并减缓骨关节炎进展
  • DOI:
    10.1016/j.ijbiomac.2020.12.158
  • 发表时间:
    2021-01-02
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF BIOLOGICAL MACROMOLECULES
  • 影响因子:
    8.2
  • 作者:
    Li, Tao;Yang, Junjun;Gong, Xiaoyuan
  • 通讯作者:
    Gong, Xiaoyuan
Observation of Solute Transport between Articular Cartilage and Subchondral Bone in Live Mice
活体小鼠关节软骨与软骨下骨之间溶质转运的观察
  • DOI:
    10.1177/1947603520951627
  • 发表时间:
    2020-08
  • 期刊:
    Cartilage
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Yang Huang;Cheng Chen;Fuyou Wang;Guangxin Chen;Shidi Cheng;Zhexiong Tang;Zheng Li;Xiaoyuan Gong;Liu Yang
  • 通讯作者:
    Liu Yang
Asiatic acid attenuates hypertrophic and fibrotic differentiation of articular chondrocytes via AMPK/PI3K/AKT signaling pathway
积雪草酸通过 AMPK/PI3K/AKT 信号通路减弱关节软骨细胞的肥大和纤维化分化
  • DOI:
    10.1186/s13075-020-02193-0
  • 发表时间:
    2020-05-12
  • 期刊:
    ARTHRITIS RESEARCH & THERAPY
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Liu, Na;Fu, Dejie;Yang, Liu
  • 通讯作者:
    Yang, Liu

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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]
          K --> L[研究结束]
      
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