iPS-MSC来源Exosome促进软骨组织再生修复的分子机理

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基本信息

  • 批准号：
    81672254
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    汪泱
  • 依托单位：
    上海交通大学
  • 学科分类：
    H2001.康复治疗与康复机制
  • 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

Until now treatment of articular cartilage injury has remain plagued clinical challenge. The latest research revealed that stem cell transplantation could effectively promote cartilage regeneration. Moreover, exosomes secreted by stem cells were reported to show similar biological function as stem cell transplantation, which brings new opportunity for the treatment of cartilage injury. Our previous studies showed that exosomes derived from iPS-MSCs (iPS-MSC-Exos) could be absorbed by chondrocytes and significantly promote cartilage tissue repair. Gene chip analysis showed that iPS-MSC-Exos contained a variety of microRNAs which is closely related to articular cartilage injury. Combined with recent reports that microRNAs play important role in cartilage regeneration and tissue repair, we speculate that iPS-MSC-Exos can promote cartilage regeneration through carrying specific miRNAs to regulate downstream target genes. Accordingly, our project plans to evaluate the cartilage repairing effects of iPS-MSC-Exos through series of experiments, and identify key microRNAs and related molecular pathway resposibe for the biological function. Based on the research, we are going to give an preliminary explantation for the molecular mechanism that iPS-MSC-Exos promote cartilage regeneration. This will provide scientific theoretical foundation to utilize stem cell for research and development of new technology for the clinical treatment of osteoarthritis and other cartilage injuries.
关节软骨损伤的治疗一直是困扰临床的难题。最新研究表明干细胞移植可有效修复软骨损伤，且干细胞分泌的外泌体（Exosome）具有类似干细胞样的功能，从而为软骨损伤的治疗研究带来新的契机。我们的前期研究发现iPS-MSC分泌的Exosome（iPS-MSC-Exos）可被软骨细胞摄取并显著促进损伤软骨的修复，芯片检测显示iPS-MSC-Exos中含有多种与软骨再生相关miRNAs。结合miRNAs在软骨损伤修复中发挥重要作用的相关报道，我们推测iPS-MSC-Exos可能是通过其携带的某些特异miRNAs调控下游靶基因促进软骨的再生与修复。据此，本课题拟通过系列实验客观评估iPS-MSC-Exos促进软骨再生的功能，明确iPS-MSC-Exos中促进软骨再生的关键miRNAs及其分子途径，阐明iPS-MSC-Exos促进软骨再生的分子机理，为利用干细胞技术治疗软骨损伤性疾病研发新技术提供依据。

结项摘要

由于关节软骨的再生能力有限，软骨损伤的治疗一直是临床上非常棘手的难题。我们的前期研究表明诱导多能干细胞分化形成的间充质干细胞来源的小细胞外囊泡（iPS-MSC-sEVs）具有强大的促进组织修复再生的作用。而iPS-MSC-sEVs对于软骨损伤是否同样具有良好的修复作用及其作用机制值得深入研究。本实验通过构建软骨缺损和骨关节炎两种模型，评价了iPS-MSC-sEVs对于损伤软骨的修复作用。结果表明iPS-MSC-sEVs具有显著的促软骨再生作用。此外，为使iPS-MSC-sEVs在软骨损伤部位持续性发挥修复作用，我们构建了光敏水凝胶负载iPS-MSC-sEVs的复合型生物材料，结果表明其具有持续的促软骨再生功能。我们还探索性地比较了iPS-MSC-sEVs和滑膜间充质干细胞分泌的sEVs（SMMSC-sEVs）对骨关节炎模型小鼠软骨的修复功能，结果发现iPS-MSC-sEVs修复功能明显强于SMMSC-sEVs。该结果提示干细胞来源sEVs的软骨修复功能可能与干细胞本身的分化程度密切相关。因此，我们进一步探索了胚胎干细胞来源的sEVs（ESC-sEVs）对骨关节炎关节软骨的修复作用及其机制，结果表明ESC-sEVs可能是通过调控FOXO4诱导衰老软骨细胞凋亡的途径发挥软骨保护作用，延缓骨关节炎进展。本课题为利用干细胞治疗软骨损伤的技术提供了坚实的理论基础，对干细胞再生医学技术的临床转化具有重要现实意义。

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（1）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（1）
A postoperative anti-adhesion barrier based on photoinduced imine-crosslinking hydrogel with tissue-adhesive ability
基于具有组织粘附能力的光诱导亚胺交联水凝胶的术后防粘连屏障
  • DOI：
    10.1016/j.actbio.2017.08.047
  • 发表时间：
    2017-10-15
  • 期刊：
    ACTA BIOMATERIALIA
  • 影响因子：
    9.7
  • 作者：
    Yang, Yunlong;Liu, Xiaolin;Zhu, Linyong
  • 通讯作者：
    Zhu, Linyong
Comparison of exosomes secreted by induced pluripotent stem cell-derived mesenchymal stem cells and synovial membrane-derived mesenchymal stem cells for the treatment of osteoarthritis.
诱导多能干细胞源性间充质干细胞与滑膜源性间充质干细胞分泌的外泌体治疗骨关节炎的比较
  • DOI：
    10.1186/s13287-017-0510-9
  • 发表时间：
    2017-03-09
  • 期刊：
    Stem cell research & therapy
  • 影响因子：
    7.5
  • 作者：
    Zhu Y;Wang Y;Zhao B;Niu X;Hu B;Li Q;Zhang J;Ding J;Chen Y;Wang Y
  • 通讯作者：
    Wang Y
Small extracellular vesicles secreted by urine-derived stem cells enhanced wound healing in aged mice by ameliorating cellular senescence
尿液干细胞分泌的小细胞外囊泡通过改善细胞衰老来增强老年小鼠的伤口愈合
  • DOI：
    10.1016/j.jmst.2020.03.014
  • 发表时间：
    2021-01-15
  • 期刊：
    JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE & TECHNOLOGY
  • 影响因子：
    10.9
  • 作者：
    Sun, Yongjin;Zhang, Juntao;Wang, Yang
  • 通讯作者：
    Wang, Yang
Human ESC-sEVs alleviate age-related bone loss by rejuvenating senescent bone marrow-derived mesenchymal stem cells
人类 ESC-sEV 通过使衰老的骨髓间充质干细胞恢复活力来减轻与年龄相关的骨质流失
  • DOI：
    10.1080/20013078.2020.1800971
  • 发表时间：
    2020-01-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF EXTRACELLULAR VESICLES
  • 影响因子：
    16
  • 作者：
    Gong, Liangzhi;Chen, Bi;Wang, Yang
  • 通讯作者：
    Wang, Yang

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    汪泱

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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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