间充质干细胞释放凋亡小体转运miR-26a促进骨再生的机制研究

基本信息
批准号:31800817
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:刘思颖
学科分类:
依托单位:中国人民解放军第四军医大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘世宇,朱斌,张浩,景欢,隋秉东,邱新毓,戚朦
关键词:
间充质干细胞骨再生成骨分化
结项摘要

Transplantation of mesenchymal stem cells (MSCs) promotes bone regeneration. However, the underlying mechanisms are still not fully understood. Especially, the “paradox” between the large-scale apoptosis after transplantation and the promoting effects on regeneration is still unknown. Our previous studies found that, donor MSCs could promote bone regeneration by modulating the osteogenic differentiation potentials of recipient MSCs. Meanwhile, the apoptotic bodies released by apoptotic MSCs could promote osteogenic differentiation of normal MSCs. Moreover, the apoptotic bodies released by MSCs contained miR-26a, which was demonstrated to promote osteogenic differentiation of MSCs. Therefore, based on these evidences, we hypothesize that the apoptotic bodies released by donor MSCs transferred miR-26a to promote osteogenic differentiation of recipient MSCs and bone regeneration. This study will conduct four parts to explore the mechanisms underlying apoptotic body-mediated bone regeneration. The four parts include the promoting effects on bone regeneration generated by MSC-derived apoptotic bodies, regulation of recipient MSC functions by apoptotic bodies, regulation of recipient MSC functions by apoptotic body-derived miR-26a, mechanisms underlying MSC functional regulation by miR-26a. This study hopefully reveals the new mechanisms underlying MSC therapy and provides important theory and experimental evidences for clinical application.

间充质干细胞(MSCs)移植促进骨缺损再生,但其机制尚不完全清楚,尤其是供体MSCs移植后的大量凋亡和其促进宿主组织再生之间的“矛盾”现象尚未得到阐明。课题组前期研究发现,供体MSCs能够通过调控宿主MSCs成骨分化功能促进骨再生;同时,凋亡MSC所释放的凋亡小体能够促进正常MSCs的成骨分化;进一步研究显示,MSCs释放的凋亡小体中含有miR-26a并且其能够促进MSCs成骨分化。由此推测,供体MSCs通过释放凋亡小体转运miR-26a促进宿主MSCs成骨分化及骨再生。本研究拟从MSCs释放的凋亡小体对骨再生的促进作用、凋亡小体对宿主MSCs成骨分化功能的调控、凋亡小体转运miR-26a调控宿主MSCs功能、miR-26a对MSCs功能调控的机制四部分探讨MSCs释放的凋亡小体促进骨缺损再生的机制。本研究有望揭示MSCs治疗的新机制,为MSCs移植治疗的临床应用提供重要理论和实验依据。

项目摘要

间充质干细胞(MSCs)移植后会发生凋亡,但仍能够促进骨缺损再生,其机制尚不清楚。课题组前期研究发现,供体MSCs能够通过调控宿主MSCs成骨分化功能促进骨再生;同时,凋亡MSC所释放的凋亡小体能够促进MSCs的成骨分化;进一步研究显示,MSCs释放的凋亡小体中含有miR-26a并且其能够促进MSCs成骨分化。由此推测,供体MSCs通过释放凋亡小体转运miR-26a促进宿主MSCs成骨分化及骨再生。基于上述研究基础及科学假说,本研究分离、鉴定了MSCs来源的凋亡小体,发现其系统输注后能够显著提升成骨功能缺陷宿主中MSCs的成骨功能。机制研究发现,凋亡小体可通过转运miR-26a抑制靶基因TOB1和GSK-3β的表达促进MSCs成骨分化,并且可通过表面TGF-β1激活RhoA表达促进MSCs成骨分化。同时发现,MSCs来源的凋亡小体可通过激活细胞自噬促进血管化,提示其可通过促成骨和促血管化协同促进骨缺损再生。进一步通过诱导内源性细胞凋亡及凋亡小体的释放,证明了凋亡小体可显著促进宿主MSCs成骨分化、恢复成骨缺陷宿主骨量,并在小鼠颅骨缺损模型中证明其可促进骨缺损再生。本研究揭示了干细胞通过释放凋亡小体促进组织再生的作用机制,为MSCs及其细胞外囊泡的移植治疗的临床应用提供重要理论和实验依据。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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