基于整合素内吞现象探索基质弹性诱导干细胞分化的信号通路

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31170885
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    65.0万
  • 负责人：
    杨春
  • 依托单位：
    清华大学
  • 学科分类：
    C1001.生物力学与生物流变学
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

胞外基质弹性诱导间充质干细胞分化是有趣而又广受关注的话题。本课题组在前期工作中发现：软基底能触发小窝蛋白介导的beta1整合素内吞；该内吞过程可能参与调控间充质干细胞世系分化中的重要通路- - 骨形态蛋白（Bone Morphogenetic Protein, BMP）-Smad通路。综合前期研究成果和国内外最新文献，我们认为：基底刚度影响了整合素/基质蛋白复合物上的外力加载速率，导致较软基底上的整合素易解离，因而促使整合素携带BMP受体被内吞，使BMP-Smad通路受抑制，最终导致较软基底上的间充质干细胞向成神经系分化。本项目将引入原子力显微镜、牵引力显微镜和免疫电镜等实验手段，在前期工作基础上深入研究基质弹性影响整合素内吞的现象和机理，以及整合素的活化、运输与BMP-Smad通路之间的精确关系，以期深入理解胞外基质弹性诱导细胞分化以及功能改变的奥秘。

结项摘要

在四年中本研究主要取得以下研究成果：1、建立了小窝蛋白介导的内吞囊泡形成过程的力学模型，分析表明小窝蛋白介导的内吞囊泡对力学环境不敏感；2、ECM弹性在细胞牵引力的参与下通过改变β1整合素与I型胶原结合键上的加载速率影响该结合键的寿命；3、改变β1整合素手配体复合物上的加载速率即可调控间充质干细胞分化方向；4、确定了整合素与BMPR1A结合区域，从而解释了整合素内吞导致BMP信号通路受阻的机理；5、较硬的ECM可以通过整合素/FAK/GSK3β信号通路促进β−catenin聚集并导致Wnt1转录表达，触发β−catenin/Wnt1正反馈通路。上述研究结果分别撰写为四篇论文，其中三篇分别在Soft Matter, Journal of Biomechanics, ACS Nano上发表；一篇向Scientific Reports 投稿现在正在进行第三轮审稿。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Integrin activation and internalization mediated by extracellular matrix elasticity: A biomechanical model
细胞外基质弹性介导的整合素激活和内化：生物力学模型
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Journal of Biomechanics
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Xu; Guang-Kui;Yang; Chun;Du; Jing;Feng; Xi-Qiao
  • 通讯作者：
    Xi-Qiao
ECM Stiffness Regulates Integrin Activity via FAK-Raf Pathway in a Negative Feedback Manner
ECM 硬度通过 FAK-Raf 通路以负反馈方式调节整合素活性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Progress in Biochemistry and Biophysics
  • 影响因子：
    0.3
  • 作者：
    Du Jing;Zu Yan;Xu Yue;Yang Chun
  • 通讯作者：
    Yang Chun
Cells Sensing Mechanical Cues: Stiffness Influences the Lifetime of Cell-Extracellular Matrix Interactions by Affecting the Loading Rate
细胞感知机械信号：刚度通过影响加载速率来影响细胞与细胞外基质相互作用的寿命
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    ACS Nano
  • 影响因子：
    17.1
  • 作者：
    Yan Zu;Jiliang Hu;Dong Han;Chun Yang
  • 通讯作者：
    Chun Yang
A dual-scale model for the caveolin-mediated vesiculation
小窝蛋白介导的水泡形成的双尺度模型
  • DOI：
    10.1039/c3sm50956g
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Soft Matter
  • 影响因子：
    3.4
  • 作者：
    Liang; Xu Dong;Zu; Yan;Cao; Yan Ping;Yang; Chun
  • 通讯作者：
    Chun
Binding of integrin α1 to bone morphogenetic protein receptor IA suggests a novel role of integrin α1β1 in bone morphogenetic protein 2 signalling
整合素α1 与骨形态发生蛋白受体IA 的结合表明整合素α1β1 在骨形态发生蛋白2 信号传导中的新作用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Journal of Biomechanics
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Xudong Liang;Jing Du;Shuai Zhou;Chun Yang
  • 通讯作者：
    Chun Yang

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其他文献

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    --
  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 通讯作者：
    杨春
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  • 发表时间：
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    --
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  • 期刊：
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  • 作者：
    杨春;刘然;谢晓峰;周涛
  • 通讯作者：
    周涛

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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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