纤维结构不良中破骨细胞过度激活的分子机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81370050
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0601.运动系统结构、功能和发育异常
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Fibrous dysplasia (FD), caused by GNAS mutation, is one of common diseases in orthopaedic clinic, which is characterized by the replacement of normal bone with abnormal fibro-osseous tissue. Excessive activation of osteoclasts is observed in FD lesion, which is believed to be one of the most important histological manifestations of FD absolutely. The results from our preliminary research showed that osteoclasts differentiation from mononuclear macrophage was significantly improved by GNAS mutation (R201H), in which the up-regulation of IL6 and RANKL in MSCs and the activation of Ca2+-calmodulin-calcineurin and RANK-TRAF6-TAB2/TAK1 signaling pathways in mononuclear macrophage were involved. Therefore, this project is designed to elucidate the molecular mechanisms underlying how MSCs with GNAS mutation could improve osteoclasts differentiation through the up-regulation of IL6 and RANKL in osteoblasts-osteoclasts interaction mode and why osteoclasts differentiation is improved in response to GNAS mutation in mononuclear macrophage through the activation of Ca2+-calmodulin-calcineurin and RANK-TRAF6-TAB2/TAK1 signaling pathways. Transgenic mouse model with MSCs- and osteoclasts-specific conditional GNAS mutation (R201H) knock-in will be constructed, by which we make an attempt to confirm the in vitro data and rescue the FD phenotype. This study provides useful insight into the signaling pathways involved in the FD phenotype and facilitates dissection of the molecular pathogenesis of FD and testing of novel therapies.
纤维结构不良(FD)病因为GNAS突变,特征为编织骨由纤维组织化生形成,破骨细胞过度激活。前期研究发现,GNAS突变上调MSCs中IL6和RANKL表达和激活单核巨噬细胞Ca2+-calmodulin-calcineurin和RANK-TRAF6-TAB2/TAK1通路而促进破骨细胞分化。因此本项目以“FD破骨细胞过度激活”为线索,以MSCs和单核巨噬细胞中GNAS突变为切入点,从成骨细胞-破骨细胞相互作用和破骨细胞本身两个角度研究“MSCs中GNAS突变如何上调IL6和RANKL的表达从而促进破骨细胞分化”和“单核巨噬细胞中GNAS突变如何通过Ca2+-calmodulin-calcineurin和RANK-TRAF6-TAB2/TAK1通路促进破骨细胞分化”等问题,探索FD中破骨细胞过度激活的机制。并构建破骨细胞和MSCs特异的GNAS突变敲入小鼠对结果进行验证并对FD表型进行挽救。

结项摘要

纤维结构不良病因为GNAS突变,特征为编织骨由纤维组织化生形成,破骨细胞过度激活。本项目以“FD破骨细胞过度激活”为线索,以MSCs和单核巨噬细胞中GNAS突变为切入点,从成骨细胞-破骨细胞相互作用和破骨细胞本身两个角度研究“MSCs中GNAS突变如何上调IL6和RANKL的表达从而促进破骨细胞分化”和“单核巨噬细胞中GNAS突变如何通过Ca2+-calmodulin-calcineurin和RANK-TRAF6-TAB2/TAK1通路促进破骨细胞分化”等问题,探索FD中破骨细胞过度激活的机制。研究结果证明:GNAS基因突变的MSCs可显著地促进破骨细胞分化;IL6和RANKL是LV-R201H hMSCs促进破骨细胞分化的关键靶点;GNAS基因突变的单核巨噬细胞向破骨细胞分化的能力显著增强;Ca2+-CalM-CN通路和RANK-TRAF6-TAB2/TAK1通路是介导突变GNAS增强RAW264.7破骨分化能力的关键靶点。而且,围绕纤维结构不良中出现的“间充质干细胞成骨分化障碍”,本项目亦进行了更深层次的研究。从表观遗传修饰和能量代谢两个角度,我们发现:间充质干细胞成骨分化过程中成骨标志基因的启动子区发生动态的和特异的表观遗传学修饰,这些修饰与成骨标志基因的表达谱紧密相关;糖皮质激素骨质疏松小鼠的骨髓间充质干细胞PPARγ基因启动子区存在特异的表观遗传修饰,这些修饰与骨质疏松干细胞成脂分化潜能增强有关;AMPK-Gfi1-OPN信号轴介导了AMPK对干细胞成骨-成脂分化平衡的调节。本项目的研究深化了人们对纤维结构不良病理生理学表型的认识,揭示了间充质干细胞定向分化的分子机制。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
CXCR1 knockdown improves the sensitivity of osteosarcoma to cisplatin
CXCR1敲低提高骨肉瘤对顺铂的敏感性
  • DOI:
    10.1016/j.canlet.2015.09.002
  • 发表时间:
    2015-12-28
  • 期刊:
    CANCER LETTERS
  • 影响因子:
    9.7
  • 作者:
    Han, Xiu-guo;Du, Lin;Tang, Ting-ting
  • 通讯作者:
    Tang, Ting-ting
AMPK promotes osteogenesis and inhibits adipogenesis through AMPK-Gfil-OPN axis
AMPK 通过 AMPK-Gfil-OPN 轴促进成骨并抑制脂肪生成
  • DOI:
    10.1016/j.cellsig.2016.06.004
  • 发表时间:
    2016-09-01
  • 期刊:
    CELLULAR SIGNALLING
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Wang, Yu-gang;Qu, Xin-hua;Dai, Ke-rong
  • 通讯作者:
    Dai, Ke-rong
Epigenetic landscape in PPAR gamma 2 in the enhancement of adipogenesis of mouse osteoporotic bone marrow stromal cell
PPARγ2 增强小鼠骨质疏松骨髓基质细胞脂肪生成的表观遗传景观
  • DOI:
    10.1016/j.bbadis.2015.08.020
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Biochimica ET Biophysica Acta-Molecular Basis of Disease
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Zhang Yongxing;Ma Chao;Liu Xuqiang;Wu Zhenkai;Yan Peng;Ma Nan;Fan Qiming;Zhao Qinghua
  • 通讯作者:
    Zhao Qinghua
Dynamic and distinct histone modifications of osteogenic genes during osteogenic differentiation
成骨分化过程中成骨基因的动态且独特的组蛋白修饰
  • DOI:
    10.1093/jb/mvv059
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Journal of Biochemistry
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Zhang Yong-Xing;Sun Hai-Lang;Liang He;Li Kai;Fan Qi-Ming;Zhao Qing-Hua
  • 通讯作者:
    Zhao Qing-Hua

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其他文献

木质素光催化转化反应工艺的综述
  • DOI:
    10.19319/j.cnki.issn.1008-021x.2019.09.033
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    宋亮
CYP3A4基因启动子受AFB1调控位点的鉴定
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    热带医学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐丹丹;范启明;陈雯;王庆
  • 通讯作者:
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中间相超细粉末特性及其成型工艺对烧结体性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 作者:
    卢秀荣;王成扬;范启明
  • 通讯作者:
    范启明
用于木质素解聚反应的光催化材料应用研究进展
  • DOI:
    10.19319/j.cnki.issn.1008-021x.2019.10.024
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    山东化工
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李敏;张得伟;王瑞凯;张璐璐;范启明;宋亮
  • 通讯作者:
    宋亮
PPAR forms a bridge between DNA methylation and histone acetylation at the C/EBP gene promoter to regulate the balance between osteogenesis and adipogenesis of bone marrow stromal cells
过氧化物酶体激活受体
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    FEBS Journal
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    范启明
  • 通讯作者:
    范启明

其他文献

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范启明的其他基金

GNAS基因突变导致纤维结构不良成骨分化障碍的分子机制研究
  • 批准号:
    81000778
  • 批准年份:
    2010
  • 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

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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

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          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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