GDF11逆转老龄骨髓干细胞衰老并促进种植体骨结合和骨缺损修复的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81571001
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H1507.牙缺损、缺失修复及牙颌畸形的矫治
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The world is facing the problems of aging population. The pluripotency of stem cells and new bone formation in response to titanium implants are reduced with age. Most recently studies showed that growth differentiation factor 11 (GDF11) was able to rejuvenate an old mouse's muscles and brain. This discovery suggested GDF11 as a potential factor to fight the ravages of aging in people, and was also selected as one of the top 10 breakthroughs of 2014 by Science. However, its effect on skeletal and dental implant related diseases is largely unknown. Our preliminary data, for the first time, showed that GDF11 administration improved the stemness of bone marrow stem cells (BMSCs) in aged mice, and increased their trabecular bone volumes. In this project, we propose that GDF11 activates the Tgf-β signaling, and then up-regulates the expression of Nanog, which has been recognized as the gateway of stem cell’s pluripotency. To dissect this mechanism, we are going to culture the aged BMSCs in vitro, and perform western blot, ChIP assay and Luciferase assay, as well as knockout of Nanog using CRISPR/Cas9. Next, we are sought to evaluate the effect of GDF11 on the fixation of titanium implant, and on regeneration of critical calvarial defect and femoral cortical bone defect using the elderly rodents. Finally, we are going to analyze the relationship between the GDF11 levels and osseointegration of dental implants in elderly patients, which will contribute to reveal if GDF11 could be a biomarker to predict the prognosis of implant treatment in elderly patients, and to explore potential treatment methods for enhancing the outcome. The results of this project will significantly improve the oral health and life quality of elderly patients.
老龄化是全球面临的重大问题。老龄患者干细胞活性下降,种植术后愈合缓慢。最新发现生长分化因子11(GDF11)能逆转衰老,被Science杂志评为2014年十大突破。但其在老龄化种植体和骨相关疾病中的作用尚未见报道。课题组前期发现GDF11能逆转老龄骨髓干细胞(BMSCs)的干性,改善老龄小鼠的骨质疏松。在此基础上,本研究将通过老龄BMSCs培养和CRISPR/Cas9基因敲除等实验,明确GDF11通过激活TGF-β通路,促进调控干细胞干性的“总开关” Nanog的表达,从而揭示GDF11逆转老龄BMSCs衰老的分子机理;进一步通过动物实验,研究GDF11对老龄小鼠钛种植体骨结合的影响,以及对老龄大鼠颅骨临界性骨缺损和股骨皮质骨缺损修复的影响;最后分析临床老龄患者血液GDF11浓度与种植体骨结合的相关性。研究结果对明确逆转衰老的分子机理,增强老龄患者牙种植修复效果,提高生活质量具有重要意义。

结项摘要

老龄化是全球面临的重大问题。老龄患者干细胞活性下降,种植术后愈合缓慢。本课题以GDF11作为切入点,按照原定计划实施,课题进展顺利,研究发现:(1)体内给予rGDF11负面地影响了年轻和老龄小鼠的骨改建过程,破骨生成增强的同时成骨活动减弱;(2)体外给予rGDF11通过激活TGF-β信号通路中Smad2/3和c-Fos的磷酸化上调Nfatc1促进RANKL介导的BMMs的破骨分化和成熟;(3)体外给予rGDF11通过激活TGF-β信号通路中Smad2/3的磷酸化抑制Runx2的表达从而抑制BMSCs和颅骨成骨细胞的成骨分化;(4)体内给予rGDF11阻碍颅骨和股骨的骨缺损修复及钛种植体骨结合;(5)体内给予GDF11中和抗体治疗可以预防雌激素缺乏引起的骨丧失,并能有效缓解年龄相关的骨质疏松;(6)GDF11通过抑制软骨细胞分化影响骨折愈合;(7)GDF11通过激活TGF-β/Smad信号通路抑制成脂分化。综合以上一系列的体内和体外实验结果,本课题新发现了一种骨改建的调控因子GDF11,并且可能作为绝经后及老龄性骨质疏松症治疗的潜在靶点。. 课题共标注发表SCI论文11篇,其中10分以上4篇,包括Nat Commun和Embo J等。参与课题研究生获得美国骨与矿物质研究协会优秀青年学者等奖项,共培养4名博士生毕业(均进入博士后工作站),2名硕士毕业;在此基础上,课题负责人获得国家自然科学基金优秀青年基金和面上项目资助,入选青年长江学者,万人计划领军人才,并担任四川省科技创新团队负责人。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(5)
会议论文数量(3)
专利数量(1)
Ubiquitin-specific protease USP34 controls osteogenic differentiation and bone formation by regulating BMP2 signaling
泛素特异性蛋白酶 USP34 通过调节 BMP2 信号传导控制成骨分化和骨形成
  • DOI:
    10.15252/embj.201899398
  • 发表时间:
    2018-10-15
  • 期刊:
    EMBO JOURNAL
  • 影响因子:
    11.4
  • 作者:
    Guo, Yu-chen;Wang, Meng-yuan;Yuan, Quan
  • 通讯作者:
    Yuan, Quan
Recombinant growth differentiation factor 11 impairs fracture healing through inhibiting chondrocyte differentiation
重组生长分化因子 11 通过抑制软骨细胞分化损害骨折愈合
  • DOI:
    10.1111/nyas.13994
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Annals of the New York Academy of Sciences
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Zheng Rixin;Xie Liang;Liu Weiqing;Guo Yuchen;Wang Yuan;Wu Yunshu;Liu Yuting;Luo Hongke;Kang Ning;Yuan Quan
  • 通讯作者:
    Yuan Quan
AFF1 and AFF4 differentially regulate the osteogenic differentiation of human MSCs.
AFF1 和 AFF4 差异调节人 MSC 的成骨分化
  • DOI:
    10.1038/boneres.2017.44
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Bone research
  • 影响因子:
    12.7
  • 作者:
    Zhou CC;Xiong QC;Zhu XX;Du W;Deng P;Li XB;Jiang YZ;Zou SJ;Wang CY;Yuan Q
  • 通讯作者:
    Yuan Q
Smoking May Lead to Marginal Bone Loss Around Non-Submerged Implants During Bone Healing by Altering Salivary Microbiome: A Prospective Study
吸烟可能会通过改变唾液微生物组导致骨愈合过程中非埋入式种植体周围的边缘骨丢失:一项前瞻性研究。
  • DOI:
    10.1902/jop.2017.160808
  • 发表时间:
    2017-12-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF PERIODONTOLOGY
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Duan, Xiaobo;Wu, Tingxi;Yuan, Quan
  • 通讯作者:
    Yuan, Quan
Effect of gelatin sponge with colloid silver on bone healing in infected cranial defects
含有胶体银的明胶海绵对感染性颅骨缺损骨愈合的影响。
  • DOI:
    10.1016/j.msec.2016.09.015
  • 发表时间:
    2017-01-01
  • 期刊:
    MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING C-MATERIALS FOR BIOLOGICAL APPLICATIONS
  • 影响因子:
    7.9
  • 作者:
    Dong, Yuliang;Liu, Weiqing;Wang, Yongyue
  • 通讯作者:
    Wang, Yongyue

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

长白山自然保护区高海拔云冷杉林净初级生产力时空格局及其驱动因子
  • DOI:
    10.13292/j.1000-4890.202111.013
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    生态学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张月;袁泉;房磊;韩艳刚;朱琪;齐麟;周旺明;周莉;于大炮
  • 通讯作者:
    于大炮
层状岩体单轴抗压强度的速率效应力学特性研究
  • DOI:
    10.13827/j.cnki.kyyk.2019.08.012
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    矿业研究与开发
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    袁泉;薛炳勇;谭彩;李列列;卓莉;黄凯星
  • 通讯作者:
    黄凯星
抑制柔性负荷过响应的微网分散式调控参数优化
  • DOI:
    10.13334/j.0258-8013.pcsee.210565
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    中国电机工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    叶宇剑;袁泉;汤奕;Goran Strbac
  • 通讯作者:
    Goran Strbac
RF-MEMS滤波器的高性能接口电路设计
  • DOI:
    10.13873/j.1000-9787(2021)02-0079-04
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    传感器与微系统
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    代雪梅;陈泽基;阚枭;袁泉;张晓青;杨晋玲
  • 通讯作者:
    杨晋玲
多目标调水工程水价体系研究——基于水资源供应链视角下的分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    价格理论与实践
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    骆进仁;袁泉
  • 通讯作者:
    袁泉

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

袁泉的其他基金

Mettl3介导RNA m6A修饰调控颌骨骨膜干细胞命运和损伤修复的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    57 万元
  • 项目类别:
    面上项目
以FGF23为靶点增强慢性肾病患者牙种植体骨整合的研究
  • 批准号:
    81371173
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    80.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
多聚磷酸盐对FGF23/FGFRs的分子调控以及在牙周再生中的作用研究
  • 批准号:
    30901696
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

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]
      
关闭
close
客服二维码