PTH/PTHR/CXCL1信号通路加强内皮细胞与间充质干细胞对话促进骨质疏松骨修复的机制

基本信息
批准号:81772348
项目类别:面上项目
资助金额:53.00
负责人:杨雷
学科分类:
依托单位:温州医科大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:屠理理,沈利燕,应晓洲,吴剑彬,谢忠杰,李杭,白炳力,翁摄稷,吴宗艺
关键词:
甲状旁腺激素/甲状旁腺激素受体/趋化因子CXC配体1甲状旁腺激素骨缺损及其修复骨质疏松症
结项摘要

Osteoporotic fragile fractures occur frequently in elderly patients, due to the loss of balance between osteoblast and osteoclast activity resulting in local bone formation apparent delay . Therefore, finding the means to enhance osteoporotic bone healing is a clinically difficult but vital endeavor. Our early results indicate that the use of β-TCP for treatment of metaphyseal bone defect in osteoporotic rats, with its lower bone turnover, demonstrates slower degradation of β-TCP as compared with normal rats. At the same time, however, its repair is not ideal. Our previous findings also showed that PTH hormone can not only improve osteogenesis without the use of bone graft, but also increase angiogenesis in areas with bone defect. Therefore, we propose that PTH can promote angiogenesis through endothelial cell activation, which will subsequently secrete CXCL1, leading to mesenchymal stem cells inward migration through CXCR2/AKT signaling pathway. In order to verify the above hypothesis, the study will explore molecular and cellular mechanisms with both in vitro and in vivo experiments, to illuminate the PTH/PTHR/CXCL1 signaling pathways in promoting osteoporotic bone defect repair.

骨质疏松脆性骨折多发于老年患者,由于成骨细胞及破骨细胞偶联失平衡,导致局部骨修复明显延迟。因此,如何加强骨质疏松性骨折愈合是临床棘手且亟需加以研究解决的问题。本课题组先期研究结果表明使用β-TCP填充骨质疏松大鼠骨缺损时,其修复效果和正常大鼠相比缓慢,同时降解速度也不够理想,进而发现使用PTH不仅可以改善未植骨状态下骨缺损的修复而且材料充填区也有较多的新生血管形成,表明骨质疏松状态下使用PTH可以促进骨缺损区血管生成及骨形成。假设PTH作用于内皮细胞的PTHR激活PKA/ERK信号通路并促进内皮细胞分泌CXCL1,再作用于间充质干细胞并通过CXCR2/AKT通路趋化其迁移,从而进一步加强骨修复。为了验证上述假说,本研究将结合基因工程手段从分子、细胞、动物多个层次,系统研究PTH/PTHR/CXCL1信号通路促进骨质疏松骨修复的作用机制,丰富现有骨修复理论并为新材料新药物开发提供基础。

项目摘要

本课题组结合分子、细胞、动物多层次的基因工程方法,系统研究PTH/PTHR/CXCL1在骨质疏松骨修复过程中调控内皮细胞血管生成和释放趋化因子促进间充质干细胞迁移。 初步确定PTH对内皮细胞分泌的CXCL1无明显影响; 已证实PTH可以促进BMSCs的迁移,但具体机制尚待阐明。 此外,进行了体内实验以证明 PTH 促进血管再生以增强骨修复。 这些结果扩展了我们对骨质疏松症骨修复发病机制的认识,丰富了现有的骨修复理论,为开发新的药物和材料奠定了基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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