滑膜间充质干细胞亲和多肽生物学机制及在构建功能化水凝胶组织工程软骨支架中的应用研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81401778
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0604.骨、关节、软组织损伤与修复
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Articular cartilage injury, which is the most common disease of sports medicine, is very hard to be healed. Recently, after a speeding development especially in recent decades, tissue engineering (TE) technology has been a most promising way for cartilage regeneration, since cartilage can hardly regenerate by itself. However, the mobilization and transfer of MSCs to defective or damaged tissues and organs in vivo with high accuracy and efficiency has been a major problem in TE. To address this problem, in the previous study, we identified a seven amino acid peptide sequence (L7) through phage display technology that has a high specific affinity to synovium-derived mesenchymal stem cells (SMSC). In the following study, we conjugated this peptide on the surface of biomaterials for verifying its effect of specific recruitment toward SMSC in vitro, and its effect of promoting the proliferation of SMSC was also observed. However, the mechanism of this peptide is still unclear. So in the present study, we will give a further investigation into the mechanism of this peptide, including locating the target protein of this peptide and the regulation of its downstream signaling pathways. After that, based on the fully understanding of the mechanism, we will conjugate this peptide onto the hyaluronic acid hydrogel to construct an functional hydrogel scaffold for tissue engineering cartilage regeneration, which possesses the ability of the specific recruitment toward endogenous SMSC in vivo.
关节软骨损伤是运动医学领域的难治性伤病。组织工程技术的出现和不断发展,为像关节软骨这样自我修复能力差的组织再生带来了希望,而如何将间充质干细胞准确、高效地募集到组织缺损区域是目前组织工程面临的一个挑战。为此,在我们之前的研究中,成功地利用噬菌体展示技术筛选出对于滑膜间充质干细胞具有高度特异性亲和作用的多肽片段,并在体外实验中通过将该多肽片段藕连到生物材料表面,验证了其对滑膜间充质干细胞的特异性募集作用,并观察到其对于滑膜间充质干细胞的增殖具有促进作用,但其具体作用机制并不清楚。所以,在本研究中我们将对该亲和多肽具体的作用机制进行全面深入地研究,包括寻找其作用的靶蛋白以及相关下游信号通路的调控;之后,在明确该多肽的具体作用机制的基础上,利用该多肽对透明质酸水凝胶支架进行修饰,构建在体内具有特异性募集内源性滑膜间充质干细胞的功能化的水凝胶组织工程软骨支架,用于关节软骨损伤修复,提升修复效果。

结项摘要

本研究利用噬菌体展示技术筛选出了人来源滑膜间充质干细胞亲和多肽序列L7,并验证了其具有优良的亲和性和特异性;鉴定了滑膜间充质干细胞亲和多肽在细胞膜上作用的靶蛋白;利用蚕丝蛋白SF和透明质酸HA多次交联形成互穿网络水凝胶,并用滑膜间充质干细胞亲和多肽对支架进行了修饰,构建了模拟软骨结构并能募集关节腔内内源性干细胞的生物学功能支架;利用间充质干细胞亲和多肽对生物材料进行表面修饰的方法,对构建功能化的组织软骨再生支架, “One-Step”一步法修复关节软骨进行了多种尝试和探索:1)利用筛选出的另一种已被证明特性的骨髓间充质干细胞亲和多肽序列E7,对人脱钙骨颗粒(DBM)使用相同的藕联方式进行了表面修饰,并混合壳聚糖(CS)水凝胶制成混合支架,并对支架的性质及功能进行了评估;2)利用E7对猪腹膜脱细胞基质支架进行修饰,构建了功能化的以天然材料为主题的功能化组织工程软骨支架APM-E7,并在家兔膝关节软骨缺损模型上结合微骨折技术取得了良好的软骨修复效果;3)构建壳聚糖水凝胶-脱钙骨基质复合支架,结合同种异体软骨细胞进行“One-Step”组织工程软骨修复,取得了良好的再生效果;在软骨损伤与再生机制研究方面,发现抑制TGF-b激活酶-1(TAK1)能够有效阻止骨性关节炎中炎性相关的软骨退变发生。.本项目中的研究结果对于构建理想的组织工程软骨支架以及更好地阐明软骨损伤和再生中的具体机制都有着很深远的意义。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
The potential of using semitendinosus tendon as autograft in rabbit meniscus reconstruction.
使用半腱肌腱作为自体移植物重建兔半月板的潜力
  • DOI:
    10.1038/s41598-017-07166-z
  • 发表时间:
    2017-08-01
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Li C;Hu X;Meng Q;Zhang X;Zhu J;Dai L;Cheng J;Zhong M;Shi W;Ren B;Zhang J;Fu X;Duan X;Ao Y
  • 通讯作者:
    Ao Y
A composite scaffold of MSC affinity peptide-modified demineralized bone matrix particles and chitosan hydrogel for cartilage regeneration.
MSC亲和肽修饰的脱矿骨基质颗粒与壳聚糖水凝胶复合支架用于软骨再生
  • DOI:
    10.1038/srep17802
  • 发表时间:
    2015-12-03
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Meng Q;Man Z;Dai L;Huang H;Zhang X;Hu X;Shao Z;Zhu J;Zhang J;Fu X;Duan X;Ao Y
  • 通讯作者:
    Ao Y
Microfracture combined with functional pig peritoneum-derived acellular matrix for cartilage repair in rabbit models
微骨折结合功能性猪腹膜来源的脱细胞基质用于兔模型软骨修复
  • DOI:
    10.1016/j.actbio.2017.01.055
  • 发表时间:
    2017-04-15
  • 期刊:
    ACTA BIOMATERIALIA
  • 影响因子:
    9.7
  • 作者:
    Meng, Qingyang;Hu, Xiaoqing;Ao, Yingfang
  • 通讯作者:
    Ao, Yingfang
Transplantation of allogenic chondrocytes with chitosan hydrogel-demineralized bone matrix hybrid scaffold to repair rabbit cartilage injury
壳聚糖水凝胶-脱矿骨基质混合支架同种异体软骨细胞移植修复兔软骨损伤
  • DOI:
    10.1016/j.biomaterials.2016.09.002
  • 发表时间:
    2016-11-01
  • 期刊:
    BIOMATERIALS
  • 影响因子:
    14
  • 作者:
    Man, Zhentao;Hu, Xiaoqing;Ao, Yingfang
  • 通讯作者:
    Ao, Yingfang

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圆砾地层原状土泥膜形成效果试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
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    施工技术(中英文)
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  • 作者:
    封坤;王运超;李德斌;路开道;邵振兴;刘四进
  • 通讯作者:
    刘四进

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利用3D生物打印技术构建类软骨多级结构功能化仿生支架在软骨再生中的应用
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    2018
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  • 项目类别:
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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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