干细胞基质（ECM）壁龛调控皮肤无疤重建机理的多光子成像研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    81671729
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    56.0万
  • 负责人：
    邓小元
  • 依托单位：
    华南师范大学
  • 学科分类：
    H2705.医学光学成像
  • 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

The scarless healing or perfect reconstruction of adult skin is always the ultimate exploration target of scientists for wound repair. On the basis of the great influence of "niche" formed by extracellular matrix (ECM) on mesenchymal stem cells (MSCs), this project aims to look insight into the mechanism of microenvironment of ECM with specific biomechanical stiffness on full-thickness cutaneous wound repair of adults..Multiphoton microscopy of the two-photon fluorescence (TPF) and second-harmonic generation (SHG) are adopted for 3D dynamically monitoring the activities of MSC, quantitatively analyzing the impact on collagen deposition and reorganization in the newly formed dermal tissues during repair process. Also, by using biological signalling pathway, the regulation on myofibroblast, an important effector in scar formation is explored..This project will provide a foundation for mechanism revealing of potential pathway of skin regeneration and developing a "perfect reconstruction"method for injured adult skin.
成年皮肤的无疤愈合或完美重建一直是科学家们探索伤口修复的终极目标。基于细胞外基质（Extracellular Matrix. ECM）形成的壁龛（Niche）对间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cell, MSC）的重要影响，本项目拟深入探讨MSC在特异性的ECM生物机械硬度壁龛微环境下，对成年皮肤全皮层损伤修复的作用机理。采用双光子荧光(Two-Photon Fluorescence, TPF)和二次谐波（Second-Harmonic Genenation, SHG）非线性光学显微成像技术，3D动态、活体无损监测伤口修复过程中MSC的活动；定量分析对新生真皮层组织中胶原纤维的沉积、重构的影响；并利用生物信号通路探索对疤痕形成起关键影响的成肌纤维细胞（Myofibroblast）的调控。项目将为揭示皮肤潜在再生通路，发展“完美重建”受损成年皮肤的方法提供机理性研究基础。

结项摘要

该拟结题项目（81671729）旨在探讨基于细胞外基质（ECM）的壁龛（Niche）作用，即形成特定的细胞微环境从而调控系列细胞活动，研究间充质干细胞（MSCs）在特异性的ECM作用下对成年皮肤再生修复的影响，为揭示成年皮肤潜在再生通路，发展无疤愈合或完美重建提供机理性研究基础。.获得有利于提供伤口修复壁龛微环境的ADM支架： ECM特性的改变被期望会影响、调控MSCs的活动，使得缺省的伤口愈合反应得以改变，走向一个更具建设性的功能性组织形成的重塑反应，从而达到希望的伤口愈合效果。鉴于胎儿皮肤中存在一种无疤修复过程，这种特定反应被认为与胎儿皮肤本身固有特性而非胎儿环境相关。我们的突破性策略在于采用初生鼠皮肤来源的ADM（ECM）作为MSCs移植支架，该ADM提供了确有利于成年皮肤伤口修复的MSCs壁龛微环境，极大地促进了伤口的再生性愈合。.ADM在伤口修复中的作用机理：（1）采用转基因小鼠来源、稳定表达GFP的MSCs，有助于更准确地探讨MSCs作用机理。（2）ADM的免疫调控机理。ADM使缺省的促炎症反应变成了促再生反应，以特定巨噬细胞的M2极化为特征。M2 巨噬细胞接下来产生系列的伤口愈合因子，促进细胞的分化，稳定血管再生以及重塑细胞外基质。巨噬细胞的M2极化源于对ADM的胶原降解产生的充足氨基酸信号的吞噬，它激活了氨基酸敏感通路(v-ATPase, Lamtor1 和 mTORC1)。ADM在全皮层伤口愈合中通过Lamtor1介导的M2极化产生了促再生的微环境。.改进有利于伤口愈合的系列ADM支架：聚苯乙烯氧化石墨烯调控的槲皮素改性复合ADM支架；ADM复合壳聚糖作为活性氧自由基屏障提升干细胞存留时间和伤口愈合效果；新颖的整合MSCs和自分泌ECM形成的MSCs生物膜片支架。.新型BGQDs-SHG探针的发明：深入揭示MSCs在伤口愈合中的作用机理需长期、高分辨、灵敏地活体示踪MSCs的活动及行为，但目前MSCs的荧光标记由于存在光饱和、光漂白和光致毒性的缺陷，难以满足成像要求。利用非线性光学二次谐波（SHG）的光学特性，首次发展了一种高度生物相容性的具有高光学稳定性、高成像分辨、灵敏信号响应特性的硼掺杂石墨烯量子点（BGQDs）-SHG探针，将对生物医学成像活细胞示踪产生深远影响。

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（1）
ADM Scaffolds Generate a Pro-regenerative Microenvironment During Full-Thickness Cutaenous Wound Healing Through M2 Macrophage Polarization via Lamtor1
ADM 支架通过 Lamtor1 通过 M2 巨噬细胞极化在全层皮肤伤口愈合过程中产生促再生微环境
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    frontiers in Physiology
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Chengmin He;Zhi Yang;Ying Jin;Xiaoyang Qi;Jin Chu;Xiaoyuan Deng
  • 通讯作者：
    Xiaoyuan Deng
Acidic pH and High-H2O2 Dual Tumor Microenvironment-Responsive Nanocatalytic Gaphenne Oxide for Cancer Selective Therapy and Recognition
酸性 pH 值和高 H2O2 双肿瘤微环境响应型纳米催化 Gaphenne 氧化物用于癌症选择性治疗和识别
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子：
    9.5
  • 作者：
    Baoping Lin;Heting Chen;Danyang Liang;Wei Lin;Xiaoyang Qi;Hanping Liu;Xiaoyuan Deng
  • 通讯作者：
    Xiaoyuan Deng
Monitoring Skin Trauma Healing in Mice Using Second-Harmonic Generation Combined with Optical Coherence Tomography
使用二次谐波生成结合光学相干断层扫描监测小鼠皮肤创伤愈合
  • DOI：
    10.1109/jphot.2017.2715854
  • 发表时间：
    2017-07
  • 期刊：
    IEEE Photonics Journal
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Ning Wang;Huajiang Wei;Ying Jin;Lianzhou Chen;Qilei Zhang;Xiaoyuan Deng
  • 通讯作者：
    Xiaoyuan Deng
A barrier against reactive oxygen species: chitosan/acellular dermal matrix scaffold enhances stem cell retention and improves cutaneous wound healing
活性氧屏障：壳聚糖/脱细胞真皮基质支架可增强干细胞保留并改善皮肤伤口愈合
  • DOI：
    10.1186/s13287-020-01901-6
  • 发表时间：
    2020-09-07
  • 期刊：
    STEM CELL RESEARCH & THERAPY
  • 影响因子：
    7.5
  • 作者：
    Lin, Wei;Qi, Xiaoyang;Deng, Xiaoyuan
  • 通讯作者：
    Deng, Xiaoyuan
Activities of MSCs Derived from Transgenic Mice Seeded on ADM Scaffolds in Wound Healing and Assessment by Advanced Optical Techniques
接种在 ADM 支架上的转基因小鼠来源的 MSC 在伤口愈合中的活性以及通过先进光学技术进行评估
  • DOI：
    10.1159/000477872
  • 发表时间：
    2017-06
  • 期刊：
    Cellular Physiology and Biochemistry
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Ning Wang;Hanping Liu;Xuefeng Li;Qilei Zhang;Maosheng Chen;Ying Jin;Xiaoyuan Deng
  • 通讯作者：
    Xiaoyuan Deng

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其他文献

Effects of Cross-Correlation Color Noise on Tumor Growth Process
互相关颜色噪声对肿瘤生长过程的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    中国物理快报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王先菊;曾常春;邓小元;刘颂豪;刘良钢
  • 通讯作者：
    刘良钢

其他文献

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AI技术路线图

邓小元的其他基金

多模式非线性显微光学3D成像应用于干细胞移植皮肤再生的生理机理研究
  • 批准号：
    81171379
  • 批准年份：
    2011
  • 资助金额：
    58.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目
间充质干细胞（MSC）移植皮肤再生机理的活体在位非线性光学成像研究
  • 批准号：
    30940020
  • 批准年份：
    2009
  • 资助金额：
    10.0 万元
  • 项目类别：
    专项基金项目
二次谐波非线性光学显微成像用于前列腺癌的诊断及药物疗效初探
  • 批准号：
    30470495
  • 批准年份：
    2004
  • 资助金额：
    20.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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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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