软骨调节素-I调控骨髓基质干细胞体内软骨形成

基本信息
批准号:31271046
项目类别:面上项目
资助金额:87.00
负责人:曹谊林
学科分类:
依托单位:上海交通大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张莹莹,段惠川,郑蕊,王玲,丁金萍,陶然,吴娟娟,殷德民
关键词:
血管化软骨调节素软骨形成骨髓基质干细胞异位骨化
结项摘要

Due to poor regenerative capacity of cartilage in vivo, the repair of cartilage defects is always a great challenge in surgery therapy.The success of in vitro cartilage regeneration based on bone marrow stem cells(BMSCs) provides a promising approach for cartilage repair.However, the currently BMSC- engineered cartilage in vitro is unsatisfactory for clinical application due to ectopic ossification after subcutaneous implantation.It has been widely reported that endochondral ossification mainly results from angiogenesis and thus anti-angiogenesis becomes the major obstacle for clinical application of the BMSC-engineered cartilage. Chondromodulin-1(ChM-I), one of the anti-angiogenic factors during embryonic chondrogenesis, plays the most important role in maintaining the cartilage stability. But it remains unclear whether ChM-I could modulate the ectopic chondrogenesis in BMSC-based cartilage engineering. Our preliminary study has already showed that the ChM-I expression might be correlated with ectopic angiogenesis of BMSC-engineered cartilage. Based on the preliminary study, this research project will investigate the indispensability of ChM-I during BMSC-based cartilage engineering through the comparison of both in vitro construction and in vivo fate between the ChM-I knockout and widetype mice. Besides, this project includes the further exploration of the related mechanism about the impact of ChM-I on the ectopic chondrogenesis by employing the ChM-I overexpress mice. Furthermore, we will attempt to apply the ChM-I controlled release system in BMSC-based cartilage engineering, which might lay the foundation for the clinical application of cartilage engineering.

由于缺乏理想的软骨移植供体,耳、鼻、气管等非关节部位软骨缺损的修复一直是外科治疗的难题。骨髓基质干细胞(BMSC)体外三维软骨构建的成功,为解决这一难题提供了可能。然而,BMSC再生的软骨在非关节环境中很容易丧失软骨表型和功能,严重阻碍了其向临床应用的转化。究其原因主要与血管化有关,解决问题的关键是抑制血管化。软骨调节素1(ChM-I)是维持软骨表型稳定最重要的抗血管化因子,但ChM-I能否用于调控BMSC异位软骨形成的稳定性尚不清楚。本项目将以预实验证实的ChM-I表达水平与构建软骨体内异位稳定性的关联为依据,通过ChM-I基因敲除及过表达小鼠BMSC构建软骨的体内外系统研究,深入阐明ChM-I调控BMSC体外软骨形成及体内异位稳定性的重要作用与机制,并以此为基础,进一步探讨ChM-I缓释技术提高BMSC构建软骨体内异位稳定性的可行性,以期为基于干细胞的组织工程软骨临床应用奠定基础。

项目摘要

骨髓基质干细胞(BMSC)再生的软骨在非关节环境(异位环境)中容易发生终末骨化,这是干细胞难以用于修复耳、鼻、气管等非关节部位软骨缺损的重要原因。研究证实,血管化是导致干细胞再生软骨异位骨化的关键因素,而软骨调节素1(Chm-I)是维持软骨稳定表型最重要的抗血管化因子。本项目以Chm-I基因敲除小鼠为模型,证实了1)Chm-I基因敲除不影响天然软骨原位发育、软骨细胞体外特性、功能和再生软骨能力,也不影响BMSC体外增殖、分化能力;2)Chm-I基因敲除影响天然软骨和再生软骨的异位稳定性,也影响软骨细胞异位再生软骨能力;3)体外再生软骨的成熟程度能够正向影响其体内异位稳定性,但不能补偿Chm-I缺失造成的影响。上述研究为利用干细胞修复异位软骨缺损提供了理论参考,并且为应用组织再生体系研究基因功能提供了新的研究模型。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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