掺锂异种脱蛋白骨复合SPIO和CM-Dil双标记的骨髓间充干细胞修复大段骨缺损的研究

基本信息
批准号:81472061
项目类别:面上项目
资助金额:72.00
负责人:刘雷
学科分类:
依托单位:四川大学
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张晖,黄泽宇,唐新,唐硕,石小军,赵文博
关键词:
骨组织工程骨缺损组织工程骨髓间充质干细胞组织工程骨
结项摘要

Large bone defects of various causes is one of the thorny problems frequently encountered in daily clinical pratice. Finding a proper bone repair material is still a chanllenge in the fileds of orthopedics and the biomaterial. Wnt signaling plays a vital role in the regulation proliferation and differentiation, and activites osteogenesis in MSCs under certain cellular contexts.Lithium is a mood stabilizing drug that affects embryonic development by altering cell fate and determination and pattern foramtion. Lithium inhibition of glycogen synthease kinase 3(GSK3) mimics the effects of canconical Wnt signaling. Activation of Wnt signaling leads to inhibition of GSK3 mediated phosphoxylation of a downstream transcription factor ?-catenin and prevents its sunsequent degradation by the preoteasome complex. Accumulation cytosolic ?-catenin then localizes to the nucleus and promotes the expression of genes regulated by Lef-Tcf transcription factor.The synergism of stem cell biologiy and biomaterial technology promises to have a profound impact on stem cell-base clinical application for tissue regeneration. In this study, we combined the lithium into the xenograft bone, cosistent with SPIO and CM-Dil double labelded MSCs, implanted in the animal models of the large bone defects. Also the molecular imaging technology is used to track the biological behavior of MSCs after the implantation of the biological material. Lithium salt can promote the MSCs to the osteoblast by activating the Wnt signaling pathway as to formate of the bone, repaire the bone defects and reublid the machnical properities. By doing so, can provide new ideas and methods to the clinical treatment of large bone defects.

各种原因引起的大段骨缺损是骨科临床上经常遇到的棘手问题之一,而寻找合 适的骨修复材料一直是骨科和生物材料领域面临的艰巨挑战。Wnt信号通路是调控MSCs向成骨细胞分化、增殖的关键通路。锂盐可以促进成骨,抑制糖原合成激酶3β(GSK-3β)阻断其对Wnt通路关键因子β-catenin磷酸化被认为是锂盐激活Wnt信号通路、促进成骨的基础。基于干细胞生物特性和生物材料协同的组织工程,具有生物活性的生物材料激活相关信号通路,调控MSCs定向成骨分化,促进组织、器官再生。本研究通过将锂盐复合入异种骨,同时符合SPIO、CM-Dil双标记MSCs,植入大段骨缺损的动物模型体内,利用分子影像技术追踪生物材料植入后MSCs的生物学行为,锂盐通过激活Wnt通路促进MSCs向成骨细胞分化、成骨,修复骨缺损、重建力学性能,获得良好的生物学和生物力学效果,为临床治疗大段骨缺损提供新思路和方法。

项目摘要

各种原因引起的大段骨缺损是骨科临床上经常遇到的棘手问题之一,而寻找合适的骨修复材料一直是骨科和生物材料领域面临的艰巨挑战。Wnt 信号通路是调控 MSCs 向成骨细胞分化、增殖的关键通路。锂盐可以促进成骨,抑制糖原合成激酶 3β(GSK-3β)阻断其对 Wnt 通路关键因子β-catenin 磷酸化被认为是锂盐激活 Wnt 信号通路、促进成骨的基础。基于干细胞生物特性和生物材料协同的组织工程,具有生物活性的生物材料激活相关信号通路,调控 BMSCs 定向成骨分化,促进组织、器官再生。本研究通过将锂盐复合入异种骨,同时附合 CM-Dil 标记的BMSCs,植入大段骨缺损的动物模型体内,利用组织病理学和影像学技术评估掺锂异种脱单白骨负载骨髓间充质干细胞生物支架植对骨缺损的修复能力及相关机制。本研究证实,锂盐通过激活 Wnt 通路促进 BMSCs 向成骨细胞分化、成骨,修复骨缺损、重建力学性能,采用掺锂异种脱单白骨负载骨髓间充质干细胞生物支架治疗节段性骨缺损,能获得良好的生物学和生物力学效果,本项目将有助于为临床治疗大段骨缺损提供新思路和方法。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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