基于定向光控细胞片层技术的血管化组织工程肌肉的构建及机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81670972
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万
  • 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:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Skeletal muscle tissue engineering (SMTE) aims to repair or regenerate defective skeletal muscle tissue result from traumatic injury, tumor ablation or muscular disease. However, the engineering of large functional skeletal muscle in the laboratory still remains a great challenge, for lacking of ordered tissue structure and effective blood supply as in natural muscle. In this study, we introduced a novel light induced cell alignment and detachment technology to harvest anisotropic cell sheets. Through observation of filopodia and detection of fascin-1, cofilin-1 and related signal pathways in cell alignment, we want to illustrate the mechanism how cells react to external environment for orienting themselves, to lay a foundation for induced cell alignment technology. Then we developed a novel technology to construct functional tissue engineered muscle layer-by-layer assembly with three dimension reticular formation of vessels by modified light-induced cell sheet engineering, of which the MPCs and ECs were derived from human ESCs. Besides, we designed a new perfusion bioreactor system for culturing 3-D cell sheets on collagen-gel fabricated with imbedded micro-channels to mimic a subcutaneous vascular structure. The vascularized tissue surrogates would be evaluated both in vitro and in vivo. This project proposes several new design and creation concepts, promising significant advances to both preclinical and clinical applications of muscle tissue engineering.
骨骼肌组织工程旨在修复由于创伤、肿瘤和手术等造成的软组织缺损。然而目前体外构建大体积、功能化肌肉组织依然是组织工程研究的难点,主要原因在于无法有效模拟天然肌肉组织有序的结构和丰富的血液供应。本研究开创性地采用紫外光调控的细胞片层技术,使细胞定向生长和整层脱附,并通过对细胞定向排列过程中细胞伪足的观察和fascin-1、cofilin-1以及相关通路的检测,探讨了细胞感受外界环境实现方向性排列的机制,为诱导细胞定向技术提供理论依据。在此基础上,联合人胚干细胞定向分化、细胞片层转移和层层组装技术、类基底循环灌注系统,以阶段性复合培养的方式构建大体积血管化具有功能的肌肉组织,通过体外长期培养评价其生物活性和功能指标,利用动物肌肉瘢痕模型检测其修复效果,为实现临床前及临床应用提供实验依据。本研究为组织工程技术提供了新的理念及方法,对促进肌肉组织工程发展具有重要意义。

结项摘要

骨骼肌组织工程旨在修复由于创伤、肿瘤和手术等造成的软组织缺损。然而目前体外构建大体积、功能化肌肉组织依然是组织工程研究的难点,主要原因在于无法有效模拟天然肌肉组织有序的结构和丰富的血液供应。本研究开创性地采用紫外光调控的细胞片层技术,使细胞定向生长和整层脱附,并通过对细胞定向排列过程中细胞伪足的观察和骨架系统以及相关通路的检测,探讨了细胞感受图案化信号调控细胞行为和命运可能是整合素-黏着班蛋白激酶(FAK)介导的MAPK通路的作用,丰富了我们对材料界面调控细胞行为的认识,有助于更好的设计基板材料用于组织工程修复。在此基础上,通过联合光敏凝胶细胞片辅助系统,细胞片预血管化技术及类基底循环灌注系统,课题组构建了血管化功能化的肌肉组织块,体内体外评价其功能和修复效果,为实现临床前及临床应用提供实验依据。本研究为组织工程技术提供了新的理念及方法,对促进肌肉组织工程发展具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Light-Induced Cell Alignment and Harvest for Anisotropic Cell Sheet Technology
各向异性细胞片技术的光诱导细胞排列和收获
  • DOI:
    10.1021/acsami.7b07202
  • 发表时间:
    2017-10-25
  • 期刊:
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Liu, Chao;Zhou, Ying;Wang, Huiming
  • 通讯作者:
    Wang, Huiming
Ultraviolet Radiant Energy-Dependent Functionalization Regulates Cellular Behavior on Titanium Dioxide Nanodots
紫外线辐射能量依赖性功能化调节二氧化钛纳米点上的细胞行为。
  • DOI:
    10.1021/acsami.0c07761
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Liu Chao;Sun Mouyuan;Wang Yu;Zhu Tianer;Ye Guanchen;You Dongqi;Dong Lingqing;Zhao Wenquan;Cheng Kui;Weng Wenjian;Zhang Yu Shrike;Yu Mengfei;Wang Huiming
  • 通讯作者:
    Wang Huiming
Controlled Release of Naringin in GelMA-Incorporated Rutile Nanorod Films to Regulate Osteogenic Differentiation of Mesenchymal Stem Cells
GelMA 掺入金红石纳米棒薄膜中柚皮苷的受控释放可调节间充质干细胞的成骨分化。
  • DOI:
    10.1021/acsomega.9b02751
  • 发表时间:
    2019-11-19
  • 期刊:
    ACS OMEGA
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Shao, Yangjie;You, Dongqi;Dong, Lingqing
  • 通讯作者:
    Dong, Lingqing
Engineering prevascularized composite cell sheet by light-induced cell sheet technology
利用光诱导细胞片技术工程化预血管化复合细胞片
  • DOI:
    10.1039/c7ra05333a
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    RSC ADVANCES
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Zhou Ying;Dong Lingqing;Liu Chao;Lin Yihan;Yu Mengfei;Ma Liang;Zhang Bin;Cheng Kui;Weng Wenjian;Wang Huiming
  • 通讯作者:
    Wang Huiming
Biofabrication of aligned structures that guide cell orientation and applications in tissue engineering
引导细胞定向和组织工程应用的对齐结构的生物制造
  • DOI:
    10.1007/s42242-020-00104-5
  • 发表时间:
    2021-01-22
  • 期刊:
    BIO-DESIGN AND MANUFACTURING
  • 影响因子:
    7.9
  • 作者:
    Lu, Kejie;Qian, Ying;Wang, Huiming
  • 通讯作者:
    Wang, Huiming

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其他文献

煤岩大巷围岩破坏特征与控制
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  • 发表时间:
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    --
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    ?段慧琴
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    --
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  • 发表时间:
    --
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张晨秋;王柏翔;王慧明
  • 通讯作者:
    王慧明

其他文献

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王慧明的其他基金

整合素β1蛋白功能构象依赖的动态骨膜样支架促进颅颌面骨再生机制研究
  • 批准号:
    82370919
  • 批准年份:
    2023
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  • 批准号:
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  • 批准年份:
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    81371120
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    面上项目
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  • 批准号:
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  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
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    面上项目
天然珍珠质修饰生物钛种植体的表面性状和生物活性研究
  • 批准号:
    30572061
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    27.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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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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