SIRT1/Pink1/Parkin通路介导的线粒体自噬在磨损微粒诱导人工关节无菌性松动中的作用及机制研究

基本信息
批准号:81802222
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:21.00
负责人:邓展涛
学科分类:
依托单位:南方医科大学
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:郑秋坚,马元琛,王韬,张驰,陈钢泓,陈梓铭,祁方杰
关键词:
SIRT1/Pink1/Parkin线粒体自噬无菌性松动成骨细胞磨损微粒
结项摘要

Aseptic loosening is the most important cause of revision after arthroplasty, which is significantly reduced the life-span of prosthesis and is difficult to detect and treat. Sufficient energy supplied by mitochondrial plays a vital role in bone homeostasis and mitophagy, a kind of selected autophagy, is the major way to recycle and renew the impaired or aged mitochondria. Our previous study revealed that autophagy stimulated by wear particles contributed to the increased apoptosis of osteoblast, impaired production of interferon-beta in osteocytes and activation of osteoblast. Our pre-experiment discovered that mitophagy significantly increased in patients with aseptic loosening and particle-induced osteolysis animal model. The expression of Pink1 and Parkin were stimulated while the expression of SIRT1 was inhibited in osteoblast treated by wear particles. Also, Pink1 had a close correlation with mitophagy in osteoblast. Therefore, we speculate that wear particles are able to stimulate mitophagy via SIRT1/Pink1/Parkin pathway in osteoblast, which results in energy deficiency and cell apoptosis, and cause osteolysis and aseptic loosening. We also aim to develop novel therapeutic strategies based on this theory to inhibit osteolysis by regulating the level of mitophagy.

无菌性松动是关节置换术后翻修的最常见原因,严重影响了关节假体的使用寿命,难以监测和治疗。线粒体功能及线粒体自噬在维持骨组织微环境稳态中起着重要作用。我们的前期研究发现,磨损微粒可通过影响自噬水平造成成骨细胞凋亡增加,进而促进骨溶解的发生。我们的预实验结果显示无菌性松动患者及模型动物骨组织内存在异常活跃的线粒体自噬并伴有线粒体功能损伤,细胞实验显示磨损微粒可显著改变成骨细胞中SIRT1、Pink1以及Parkin的表达水平,且Pink1表达与线粒体自噬密切相关。推测在无菌性松动发病过程中,磨损微粒可通过SIRT1/Pink1/Parkin通路过度激活线粒体自噬,进一步影响成骨细胞能量供应以及细胞功能,从而导致局部骨溶解以及无菌性松动的发生。本项目聚焦于无菌性松动的病理机制研究,针对成骨细胞中异常的线粒体自噬水平进行干预,以期阐明线粒体自噬在无菌性松动中的作用机理,探索防治无菌性松动的新方法。

项目摘要

无菌性松动是关节置换术后翻修的最常见原因,严重影响了关节假体的使用寿命,难以监测和治疗。线粒体功能及线粒体自噬在维持骨组织微环境稳态中起着重要作用,是目前骨组织代谢研究的热点。我们的前期研究发现,磨损微粒可通过影响自噬水平造成成骨细胞凋亡增加,进而促进骨溶解的发生。本项目基于前期研究基础,进一步明确了线粒体自噬在磨损微粒诱导成骨细胞凋亡中的作用。在无菌性松动患者骨组织以及模型小鼠颅骨组织中发现存在异常活跃的线粒体自噬并伴有成骨细胞水平的降低。模型小鼠颅骨组织单细胞测序结果也提示线粒体数量及功能改变在磨损微粒诱导骨溶解中发挥重要作用,细胞凋亡、自噬异常、免疫炎症反应为重要的细胞生物学过程。进一步细胞实验发现,磨损微粒可显著影响成骨细胞线粒体功能,线粒体碎片化水平及线粒体自噬水平显著增加,细胞凋亡增加。使用线粒体自噬抑制剂可显著改善磨损微粒对成骨细胞的损伤。动物实验明确了线粒体自噬抑制剂可改善磨损微粒诱导的骨溶解。进一步探索信号通路发现SIRT1/Pink1/Parkin通路参与磨损微粒刺激的成骨细胞线粒体自噬过程。本项目在体内和体外两个水平探索局部磨损微粒通过线粒体自噬对成骨细胞的作用,探讨线粒体自噬在磨损微粒诱导的人工关节无菌性松动的发病过程中的作用及具体机制。本项目在无菌性松动机制探索中提出了线粒体自噬这一新概念,可进一步探索通过关节假体涂层、关节腔给药等方式进行临床转化,为无菌性松动防治探索了新方向。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

玉米叶向值的全基因组关联分析

玉米叶向值的全基因组关联分析

DOI:
发表时间:
2

监管的非对称性、盈余管理模式选择与证监会执法效率?

监管的非对称性、盈余管理模式选择与证监会执法效率?

DOI:
发表时间:2016
3

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022
4

针灸治疗胃食管反流病的研究进展

针灸治疗胃食管反流病的研究进展

DOI:
发表时间:2022
5

卫生系统韧性研究概况及其展望

卫生系统韧性研究概况及其展望

DOI:10.16506/j.1009-6639.2018.11.016
发表时间:2018

邓展涛的其他基金

相似国自然基金

1

磨损微粒促进巨噬细胞糖酵解在人工关节无菌性松动中的作用和机制研究

批准号:81802223
批准年份:2018
负责人:王振恒
学科分类:H0611
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
2

磨损微粒诱导的成骨细胞自噬在关节假体周围无菌性松动发病中的作用及机制研究

批准号:81572111
批准年份:2015
负责人:赵建宁
学科分类:H0603
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
3

Pink1/Parkin通路介导的线粒体自噬在酒精性肝病中的作用机制研究

批准号:81560101
批准年份:2015
负责人:冯月梅
学科分类:H0308
资助金额:37.00
项目类别:地区科学基金项目
4

PKR在磨损颗粒激活巨噬细胞NLRs信号通路引起人工关节无菌性松动中的作用机制

批准号:81472100
批准年份:2014
负责人:丁悦
学科分类:H0605
资助金额:72.00
项目类别:面上项目