peptides-from-phage-display-library-modulate-gene-expression

Peptides from Phage Display Library Modulate Gene Expression in Mesenchymal Cells and Potentiate Osteogenesis in Unicortical Bone Defects

Two novel synthetic peptides accelerate bone formation and can be delivered using a collagen matrix. The aim of this study was to investigate the effects ...

University of Virginia

&#x4E00;&#x79CD;&#x65B0;&#x578B;&#x7684;&#x7B56;&#x7565;&#xFF0C;&#x52A0;&#x5F3A;&#x9AA8;&#x4FEE;&#x590D;&#x662F;&#x8840;&#x7BA1;&#x751F;&#x957F;&#x56E0;&#x5B50;&#x4E0E;&#x9AA8;&#x56E0;&#x7D20;&#x76F8;&#x7ED3;&#x5408;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x901A;&#x8FC7;&#x4F7F;&#x7528;&#x5185;&#x90E8;&#x6838;&#x7CD6;&#x4F53;&#x8FDB;&#x5165;&#x4F4D;&#x70B9;&#x94FE;&#x63A5;&#x5185;&#x5355;&#x4E2A;&#x7684;&#x8D28;&#x7C92;&#x57FA;&#x56E0;&#x7ED3;&#x5408;&#x8840;&#x7BA1;&#x5185;&#x76AE;&#x751F;&#x957F;&#x56E0;&#x5B50; (VEGF) &#x548C; LIM &#x77FF;&#x5316;&#x86CB;&#x767D;-1 (LMP-1&#xFF09;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x7136;&#x540E;&#x8BC4;&#x4F30;&#x5BF9;&#x4F53;&#x5916;&#x6210;&#x9AA8;&#x7EC6;&#x80DE;&#x5206;&#x5316;&#x7684;&#x5F71;&#x54CD;&#x53CA;&#x5F02;&#x4F4D;&#x9AA8;&#x5F62;&#x6210;&#x76AE;&#x4E0B;&#x653E;&#x7F6E; PLAGA &#x811A;&#x624B;&#x67B6;&#x4E0E;&#x4F53;&#x5185;&#x88C5;&#x6709;&#x514B;&#x9686;&#x7684;&#x5C0F;&#x9F20;&#x7C98;&#x8FDE;&#x7EC6;&#x80DE;&#x7CFB;&#xFF0C;D1&#xFF0C;&#x542B; VEGF &#x548C;&#x56ED;&#x666F;&#x8BBE;&#x8BA1;&#x603B;&#x56FE;-1 &#x57FA;&#x56E0;&#x7684;&#x8D28;&#x7C92;&#x8F6C;&#x67D3;&#x3002;&#x8868;&#x793A;&#x8FD9;&#x4E24;&#x4E2A;&#x57FA;&#x56E0;&#x7684;&#x7EC6;&#x80DE;&#x5347;&#x9AD8; RunX2 &#x548C; &beta;-&#x8FDE;&#x73AF;&#x7D20;&#x548C;&#x4ECE;&#x5176;&#x4ED6;&#x7EC4;&#x76F8;&#x6BD4;&#x7EC6;&#x80DE;&#x78B1;&#x6027;&#x78F7;&#x9178;&#x9176;&#x6D3B;&#x6027;&#x7684;&#x8868;&#x8FBE;&#x3002;&#x4F53;&#x5185;&#xFF0C;x &#x5C04;&#x7EBF;&#x548C;&#x68C0;&#x7D22;&#x5230;&#x690D;&#x5165;&#x7684;&#x5FAE;&#x578B; CT &#x5206;&#x6790;&#x63ED;&#x793A;&#x66F4;&#x5F02;&#x4F4D;&#x9AA8;&#x5F62;&#x6210;&#x5728; 2 &#x81F3; 3 &#x5468;&#xFF0C;&#x4F46;&#x4E0D;&#x662F;&#x80FD;&#x5728;&#x4E0E;&#x5176;&#x4ED6;&#x7FA4;&#x4F53;&#x76F8;&#x6BD4; 4 &#x5468;&#x3002;&#x7ED3;&#x679C;&#x8868;&#x660E;&#x6CBB;&#x7597;&#x751F;&#x957F;&#x56E0;&#x5B50;&#x7EC4;&#x5408;&#x589E;&#x5F3A;&#x7EC6;&#x80DE;&#x5206;&#x5316;&#x548C;&#x53EF;&#x80FD;&#x4FC3;&#x8FDB;&#x6210;&#x9AA8;&#x3002;

&#x7EFC;&#x5408;&#x7684; VEGF &#x548C;&#x56ED;&#x666F;&#x8BBE;&#x8BA1;&#x603B;&#x56FE; 1 &#x4EA4;&#x4ED8;&#x589E;&#x5F3A;&#x4E86;&#x7C98;&#x8FDE;&#x7EC6;&#x80DE;&#x5206;&#x5316;&#x548C;&#x5F02;&#x4F4D;&#x9AA8;&#x5F62;&#x6210;&#x3002;

A novel strategy to enhance bone repair is to combine angiogenic factors and osteogenic factors. We combined vascular endothelial growth factor (VEGF) and LIM mineralization protein-1 (LMP-1) by using an internal ribosome entry site to link the genes within a single plasmid. We then evaluated the effects on osteoblastic differentiation in vitro and ectopic bone formation in vivo with a subcutaneously placed PLAGA scaffold loaded with a cloned mouse osteoprogenitor cell line, D1, transfected with plasmids containing VEGF and LMP-1 genes. The cells expressing both genes elevated mRNA expression of RunX2 and Î²-catenin and alkaline phosphatase activity compared to cells from other groups. In vivo, X-ray and micro-CT analysis of the retrieved implants revealed more ectopic bone formation at 2 and 3 weeks but not at 4 weeks compared to other groups. The results indicate that the combination of the therapeutic growth factors potentiates cell differentiation and may promote osteogenesis.

Combined VEGF and LMP-1 delivery enhances osteoprogenitor cell differentiation and ectopic bone formation.

Une nouvelle strat&eacute;gie pour am&eacute;liorer la r&eacute;paration osseuse consiste &agrave; combiner des facteurs angiog&eacute;niques et ost&eacute;og&eacute;niques. Nous avons combin&eacute; le facteur de croissance endoth&eacute;lial vasculaire (VEGF) et prot&eacute;ine de mineralisation LIM-1 (LMP-1) &agrave; l&#39;aide d&#39;un site d&#39;entr&eacute;e de ribosome interne pour relier les g&egrave;nes dans un plasmide. Nous avons ensuite &eacute;valu&eacute; les effets sur la diff&eacute;renciation ost&eacute;oblastique in vitro et in vivo avec un &eacute;chafaudage PLAGA plac&eacute; par voie sous-cutan&eacute;e d&#39;ossification ectopique charg&eacute; avec une lign&eacute;e de cellules d&#39;ost&eacute;o souris clon&eacute;e, D1, transfect&eacute;e avec les plasmides contenant des g&egrave;nes VEGF et LMP-1. Les cellules exprimant les deux g&egrave;nes &eacute;lev&eacute;e : expression de l&#39;ARNm de RunX2 et &beta;-cat&eacute;nine et activit&eacute; de la phosphatase alcaline compar&eacute;e aux cellules des autres groupes. In vivo, rayons x et l&#39;analyse micro-CT des implants r&eacute;cup&eacute;r&eacute;es a r&eacute;v&eacute;l&eacute; la formation osseuse plus ectopique &agrave; 2 et 3 semaines, mais pas &agrave; 4 semaines, compar&eacute;es aux autres groupes. Les r&eacute;sultats indiquent que la combinaison des facteurs de croissance th&eacute;rapeutiques potentialise la diff&eacute;renciation cellulaire et pourrait favoriser l&#39;ost&eacute;ogen&egrave;se.

Livraison combin&eacute;e de VEGF et LMP-1 am&eacute;liore la diff&eacute;renciation des cellules ost&eacute;o et ossification ectopique.

Eine neuartige Strategie zur Verbesserung der Knochen-Reparatur ist, Angiogenese und osteogenen Faktoren zu kombinieren. Wir kombinierten vaskul&auml;ren endothelialen Wachstumsfaktor (VEGF) und LIM Mineralisierung Protein-1 (LMP-1) mithilfe einer internen Ribosom-Eintrag-Website, um die Gene innerhalb einer einzigen Plasmid zu verkn&uuml;pfen. Wir dann ausgewertet, die Auswirkungen auf die in-vitro-Osteoblasten Differenzierung und ektopische Knochenbildung in-vivo mit subkutan platzierte PLAGA leska geladen mit einer geklonten Maus Osteoprogenitor Zelle Linie, D1, transfected mit Plasmide, die Gene von VEGF und LMP-1 enthalten. Die Zellen, die zum Ausdruck bringen beide Gene erh&ouml;hte mRNA Ausdruck RunX2 und &beta;-Catenin und Aktivit&auml;t der alkalischen Phosphatase im Vergleich zu Zellen aus anderen Gruppen. In-vivo, R&ouml;ntgen- und Mikro-CT-Analyse der abgerufenen Implantate ergeben mehr ektopische Knochenbildung bei 2 bis 3 Wochen, aber nicht auf 4 Wochen im Vergleich zu anderen Gruppen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Kombination aus den therapeutischen Wachstumsfaktoren Zelldifferenzierung Spurenelement und Osteogenese f&ouml;rdern k&ouml;nnte.

Kombinierte VEGF und LMP-1 Lieferung verbessert Osteoprogenitor Zelldifferenzierung und ektopische Knochenbildung.

Una romanzo strategia per migliorare la riparazione ossea &egrave; di combinare fattori angiogenetici e osteogeniche. Abbiamo combinato il fattore di crescita endoteliale vascolare (VEGF) e LIM proteina della mineralizzazione-1 (LMP-1) utilizzando una internal ribosome entry site per collegare i geni all&#39;interno di un plasmide singolo. Abbiamo quindi valutato gli effetti sulla differenziazione osteoblastica in vitro e formazione di osso ectopico in vivo con un&#39;impalcatura per via sottocutanea disposto PLAGA caricato con una topo clonato osteo linea cellulare, D1, transfected con plasmidi contenenti geni VEGF e LMP-1. Le cellule che esprimono entrambi i geni elevata espressione del mRNA di RunX2 e &beta;-catenina e attivit&agrave; della fosfatasi alcalina rispetto alle cellule da altri gruppi. In vivo, raggi x e analisi micro-CT degli impianti recuperati ha rivelato la formazione ossea pi&ugrave; ectopica a 2 e 3 settimane, ma non a 4 settimane rispetto ad altri gruppi. I risultati indicano che la combinazione dei fattori di crescita terapeutici potenzia la differenziazione delle cellule e pu&ograve; promuovere osteogenesi.

Combinato consegna VEGF e LMP-1 migliora la differenziazione delle cellule osteo e formazione di osso ectopico.

&#x9AA8;&#x4FEE;&#x5FA9;&#x3092;&#x9AD8;&#x3081;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x65B0;&#x3057;&#x3044;&#x6226;&#x7565;&#x306F;&#x3001;&#x8840;&#x7BA1;&#x65B0;&#x751F;&#x56E0;&#x5B50;&#x3068;&#x9AA8;&#x5F62;&#x6210;&#x4FC3;&#x9032;&#x306E;&#x8981;&#x56E0;&#x3092;&#x7D44;&#x307F;&#x5408;&#x308F;&#x305B;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3067;&#x3059;&#x3002;&#x8840;&#x7BA1;&#x5185;&#x76AE;&#x5897;&#x6B96;&#x56E0;&#x5B50; &#xFF08;VEGF&#xFF09; &#x3068; LIM &#x9271;&#x5316;&#x86CB;&#x767D;&#x8CEA; 1 &#xFF08;LMP-1) &#x5358;&#x4E00;&#x30D7;&#x30E9;&#x30B9;&#x30DF;&#x30C9;&#x5185;&#x306E;&#x907A;&#x4F1D;&#x5B50;&#x3092;&#x30EA;&#x30F3;&#x30AF;&#x3059;&#x308B;&#x306B;&#x306F;&#x3001;&#x5185;&#x90E8;&#x30EA;&#x30DC;&#x30BD;&#x30FC;&#x30E0;&#x306E;&#x30A8;&#x30F3;&#x30C8;&#x30EA; &#x30B5;&#x30A4;&#x30C8;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x3066;&#x7D44;&#x307F;&#x5408;&#x308F;&#x305B;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6211;&#x3005; &#x306F;&#x3001;in vitro &#x3067;&#x9AA8;&#x82BD;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x5206;&#x5316;&#x306B;&#x53CA;&#x307C;&#x3059;&#x5F71;&#x97FF;&#x8A55;&#x4FA1;&#x3057;&#x3001;&#x76AE;&#x4E0B;&#x914D;&#x7F6E; PLAGA &#x8DB3;&#x5834;&#x3092; in vivo &#x3067;&#x306E;&#x7570;&#x6240;&#x6027;&#x9AA8;&#x5F62;&#x6210;&#x306B;&#x30AF;&#x30ED;&#x30FC;&#x30F3; &#x30DE;&#x30A6;&#x30B9;&#x9AA8;&#x539F;&#x6027;&#x7D30;&#x80DE;&#x7DDA;&#x3001;D1&#x3001;VEGF &#x3068; LMP 1 &#x907A;&#x4F1D;&#x5B50;&#x3092;&#x6709;&#x3059;&#x308B;&#x30D7;&#x30E9;&#x30B9;&#x30DF;&#x30C9;&#x3092;&#x5C0E;&#x5165;&#x30ED;&#x30FC;&#x30C9;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x4E21;&#x65B9;&#x306E;&#x907A;&#x4F1D;&#x5B50;&#x3092;&#x767A;&#x73FE;&#x3059;&#x308B;&#x7D30;&#x80DE; mRNA &#x767A;&#x73FE; RunX2 &#x3068; &beta;-&#x30AB;&#x30C6;&#x30CB;&#x30F3;&#x3068;&#x4ED6;&#x306E;&#x30B0;&#x30EB;&#x30FC;&#x30D7;&#x304B;&#x3089;&#x306E;&#x7D30;&#x80DE;&#x3068;&#x6BD4;&#x8F03;&#x3057;&#x3066;&#x30A2;&#x30EB;&#x30AB;&#x30EA;&#x6027;&#x30DB;&#x30B9;&#x30D5;&#x30A1;&#x30BF;&#x30FC;&#x30BC;&#x6D3B;&#x6027;&#x306E;&#x4E0A;&#x6607;&#x3002;&#x751F;&#x4F53;&#x5185;&#x3067;&#x3001;x &#x7DDA;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x53D6;&#x5F97;&#x3057;&#x305F;&#x30A4;&#x30F3;&#x30D7;&#x30E9;&#x30F3;&#x30C8;&#x306E;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED; CT &#x89E3;&#x6790;&#x3088;&#x308A;&#x7570;&#x6240;&#x6027;&#x9AA8;&#x5F62;&#x6210;&#x304C; 2&#x3001;3 &#x9031;&#x9593;&#x306E;&#x307F;&#x4ED6;&#x306E;&#x30B0;&#x30EB;&#x30FC;&#x30D7;&#x306B;&#x6BD4;&#x8F03;&#x3057;&#x3066; 4 &#x9031;&#x9593;&#x3067;&#x660E;&#x3089;&#x304B;&#x306B;&#x3057;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x7D50;&#x679C;&#x306F;&#x3001;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x5206;&#x5316;&#x3092;&#x4FC3;&#x9032;&#x3057;&#x3066;&#x9AA8;&#x5F62;&#x6210;&#x3092;&#x4FC3;&#x9032;&#x3059;&#x308B;&#x53EF;&#x80FD;&#x6027;&#x304C;&#x3042;&#x308A;&#x307E;&#x3059;&#x6CBB;&#x7642;&#x306E;&#x6210;&#x9577;&#x56E0;&#x5B50;&#x306E;&#x7D44;&#x307F;&#x5408;&#x308F;&#x305B;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x8907;&#x5408; VEGF &#x3068; LMP 1 &#x914D;&#x4FE1;&#x9AA8;&#x539F;&#x6027;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x5206;&#x5316;&#x3068;&#x7570;&#x6240;&#x6027;&#x9AA8;&#x5F62;&#x6210;&#x3092;&#x9AD8;&#x3081;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#xBF08; &#xBCF5;&#xAD6C;&#xB97C; &#xD5A5;&#xC0C1; &#xC2DC;&#xD0A4;&#xAE30; &#xC704;&#xD574; &#xC0C8;&#xB85C;&#xC6B4; &#xC804;&#xB7B5; angiogenic &#xC694;&#xC778;&#xACFC; osteogenic &#xC694;&#xC18C;&#xB97C; &#xACB0;&#xD569; &#xD558;&#xB294; &#xAC83;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xB2E8;&#xC77C; &#xD50C;&#xB77C;&#xC2A4; &#xBBF8;&#xB4DC; &#xB0B4; &#xC720;&#xC804;&#xC790;&#xB97C; &#xC5F0;&#xACB0; &#xB0B4;&#xBD80; &#xB9AC;&#xBCF4;&#xC19C; &#xD56D;&#xBAA9; &#xC0AC;&#xC774;&#xD2B8;&#xB97C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xD608;&#xAD00; &#xB0B4; &#xD53C; &#xC131;&#xC7A5; &#xC778;&#xC790; (VEGF)&#xC640; &#xC784; &#xAC15;&#xD654; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8;-1 (LMP-1)&#xC744; &#xACB0;&#xD569;. &#xC6B0;&#xB9AC; &#xB2E4;&#xC74C; osteoblastic &#xCC28;&#xBCC4;&#xD654; &#xCCB4; &#xC678;&#xC5D0;&#xC11C; &#xD6A8;&#xACFC; &#xD3C9;&#xAC00; &#xD558; &#xACE0; &#xC18C;&#xC131; &#xACE8; &#xD615;&#xC131; subcutaneously &#xBC30;&#xCE58; PLAGA &#xBE44; &#xACC4;&#xC640; &#xC0DD;&#xCCB4; &#xC870;&#xAC74; &#xBCF5;&#xC81C; &#xB9C8;&#xC6B0;&#xC2A4; osteoprogenitor &#xC140; &#xB77C;&#xC778;, D1, VEGF&#xC640; LMP-1 &#xC720;&#xC804;&#xC790;&#xB97C; &#xD3EC;&#xD568; &#xD558;&#xB294; &#xD50C;&#xB77C;&#xC2A4; &#xBBF8;&#xB4DC;&#xC640; &#xD398; &#xB85C;&#xB4DC;. &#xB450; &#xC720;&#xC804;&#xC790;&#xB97C; &#xD45C;&#xD604; &#xD558;&#xB294; &#xC140; &#xB192;&#xC740; RunX2 &#xBC0F; &beta;-catenin &#xBC0F; &#xB2E4;&#xB978; &#xADF8;&#xB8F9;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC140;&#xC5D0; &#xBE44;&#xD574; &#xC54C;&#xCE7C;&#xB9AC; &#xC131; &#xC778;&#xC0B0; &#xAC00;&#xC218;&#xBD84;&#xD574; &#xD6A8;&#xC18C; &#xD65C;&#xB3D9;&#xC758; mRNA &#xD45C;&#xD604;. Vivo&#xC5D0;&#xC11C; x-&#xC120; &#xBC0F; &#xAC80;&#xC0C9; &#xB41C; &#xC784; &#xD50C; &#xB780; &#xD2B8;&#xC758; &#xB9C8;&#xC774;&#xD06C;&#xB85C; CT &#xBD84;&#xC11D; &#xACF5;&#xAC1C; &#xB354; &#xC18C;&#xC131; &#xACE8; &#xD615;&#xC131; &#xD558;&#xC9C0;&#xB9CC; &#xB2E4;&#xB978; &#xADF8;&#xB8F9;&#xC5D0; &#xBE44;&#xD574; 4 &#xC8FC;&#xC5D0; 2, 3 &#xC8FC;. &#xACB0;&#xACFC; &#xCE58;&#xB8CC; &#xC131;&#xC7A5; &#xC694;&#xC778;&#xC758; &#xC870;&#xD569; potentiates &#xC138;&#xD3EC; &#xBD84;&#xD654;&#xC640; &#xACE8;&#xC744; &#xD64D;&#xBCF4;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4; &#xB098;&#xD0C0;&#xB0C5;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xACB0;&#xD569; &#xD558; &#xC5EC; VEGF&#xACFC; LMP 1 &#xBC30;&#xB2EC; osteoprogenitor &#xC138;&#xD3EC; &#xBD84;&#xD654; &#xBC0F; &#xC18C;&#xC131; &#xACE8; &#xD615;&#xC131;&#xC744; &#xD5A5;&#xC0C1; &#xC2DC;&#xD0B5;&#xB2C8;&#xB2E4;.

Una nueva estrategia para mejorar la reparaci&oacute;n &oacute;sea es combinar factores angiog&eacute;nicos y osteog&eacute;nico. Combinamos el factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) y LIM mineralizaci&oacute;n protein-1 (LMP-1) mediante el uso de un sitio de entrada interna del ribosoma para vincular los genes dentro de un &uacute;nico pl&aacute;smido. Luego evaluamos los efectos sobre la diferenciaci&oacute;n osteobl&aacute;stica in vitro y in vivo con un andamio colocado por v&iacute;a subcut&aacute;nea de la PLAGA de la formaci&oacute;n de hueso ect&oacute;pico cargado con un rat&oacute;n clonado osteoprogenitor l&iacute;nea celular, D1, transfectada con pl&aacute;smidos que contienen genes VEGF y LMP-1. Las c&eacute;lulas que expresan ambos genes elevan expresi&oacute;n del mRNA de RunX2 y &beta;-catenina y actividad de la fosfatasa alcalina en comparaci&oacute;n con las c&eacute;lulas de otros grupos. In vivo, rayos x y an&aacute;lisis micro-CT de los implantes retrieved revelaron la formaci&oacute;n de hueso ect&oacute;pica m&aacute;s en 2 y 3 semanas pero no en 4 semanas en comparaci&oacute;n con otros grupos. Los resultados indican que la combinaci&oacute;n de los factores de crecimiento terap&eacute;uticos potencializa la diferenciaci&oacute;n celular y puede promover la osteog&eacute;nesis.

Vedavathi Madhu

Biography

JoVE Journal Publications

Other Publications