水解罗非鱼胶原对骨髓间充质干细胞免疫表型及免疫调节功能影响的研究

Whether the bone marrow mesenchymal stem cells still retaining its original immune modulating properties after osteogenic induction by biomaterials is one of the urgent issues in the area of tissue engineering and regenerative medicine that based on mesenchymal stem cells and biomaterials. The present project will apply the modern immunology and molecular biology techniques synthetically, fully explore the immune modulating properties of bone marrow mesenchymal stem cells that treated by hydrolyzed tilapia fish collagen in vitro and in vivo. In vitro, by constructing a co-culture model of bone marrow mesenchymal stem cells and the related immune cells, we will clarify the interaction law between the mesenchymal stem cells and all sorts of immune cells, then we will reveal the regulating mechanism of hydrolyzed tilapia fish collagen. In vivo, by implanting the bone marrow mesenchymal stem cells that treated by hydrolyzed tilapia fish collagen into animals, we will assess the immune modulating properties of mesenchymal stem cells in a real host immunity environment. This project will create a sensitive and effective evaluation system for the evaluation of the immune modulating properties of bone marrow mesenchymal stem cells after osteogenic induction by biomaterials, we aimed to fill the domestic and abroad blank in this point, and it will provide a theoretical basis for the development, assessment and application of the new type of osteoinductive products.

经生物材料诱导成骨分化以后的骨髓间充质干细胞是否依然保持其原有的免疫调节功能是以干细胞和生物材料为基础的组织工程再生医学中亟待回答的核心问题之一。本项目综合应用免疫学及现代分子生物学技术，以水解罗非鱼胶原为切入点，从体外和体内两个层面，全面研究经水解罗非鱼胶原诱导成骨分化后的骨髓间充质干细胞的免疫调节功能。在体外研究中，通过构建骨髓间充质干细胞与各免疫相关细胞的共培养模型，阐明成骨分化后的间充质干细胞与各免疫细胞的相互作用规律，揭示水解罗非鱼胶原影响间充质干细胞免疫调节功能的机制；在体内研究中，通过将水解罗非鱼胶原诱导成骨分化后的骨髓间充质干细胞植入动物体内，全面评估在真实宿主免疫环境下间充质干细胞的免疫调节功能；该项目将系统创建灵敏有效的评价体系，填补国内外在生物材料诱导间充质干细胞成骨分化过程中对其免疫调节功能影响评价方面的空白，为新型骨诱导成分的研制、开发、评价和应用提供理论依据。

间充质干细胞是组织工程领域研究及应用最为广泛的种子细胞，经生物材料诱导成骨分化以后的骨髓间充质干细胞是否依然保持其原有的免疫调节功能是以干细胞和生物材料为基础的组织工程再生医学中亟待回答的核心问题之一。本项目综合应用免疫学及现代分子生物学技术，以水解罗非鱼胶原为切入点，从体外和体内两个层面，全面研究经水解罗非鱼胶原诱导成骨分化后的骨髓间充质干细胞的免疫调节功能。体外研究发现水解罗非鱼胶原诱导成骨分化后的间充质干细胞保持了其原有的免疫表型。在与各免疫相关细胞（NK细胞、DC细胞、巨噬细胞、T细胞及B细胞）的共培养模型中，发现水解罗非鱼胶原诱导的骨髓间充质干细胞能够抑制炎症状态下各免疫相关细胞的过度激活，并阐明了JAK/STAT，NF-κB等信号通路在介导水解罗非鱼胶原诱导的骨髓间充质干细胞调节DC细胞及巨噬细胞等细胞过程中的作用。在体内研究中，通过将水解罗非鱼胶原诱导成骨分化后的骨髓间充质干细胞植入动物体内，发现水解罗非鱼胶原诱导成骨分化后的骨髓间充质干细胞可以抑制机体的过度炎症反应，促进异位骨形成。本研究揭示了水解罗非鱼胶原影响骨髓间充质干细胞免疫表型的机制，阐明了水解罗非鱼胶原诱导成骨分化后的骨髓间充质干细胞对关键免疫细胞发挥调节作用的机理，全面评估了在真实宿主免疫环境下间充质干细胞的免疫调节功能。该项目创建了灵敏有效的评价体系，填补了国内外在生物材料诱导间充质干细胞成骨分化过程中对其免疫调节功能影响评价方面的空白，为新型骨诱导成分的研制、开发、评价和应用提供了理论依据。该项目丰富了免疫学相关知识，具有极高的理论价值，除此之外，该项目的结论还具有广阔的经济应用前景，将为推动我国绿色海洋经济的发展提供有力的支撑。