Biomaterial-mediated presentation of wnt5a mimetic ligands enhances chondrogenesis and metabolism of stem cells by activating non-canonical Wnt signaling

软骨发生 Wnt信号通路 细胞生物学 间充质干细胞 再生医学 自愈水凝胶 化学 信号转导 干细胞 生物 有机化学
作者
Yingrui Deng,Xiaoting Zhang,Rui Li,Zhuo Li,Boguang Yang,Peng Shi,Honglu Zhang,Chunming Wang,Chunyi Wen,Gang Li,Liming Bian
出处
期刊:Biomaterials [Elsevier BV]
卷期号:281: 121316-121316 被引量:20
标识
DOI:10.1016/j.biomaterials.2021.121316
摘要

The presentation of development-relevant bioactive cues by biomaterial scaffolds is essential to the guided differentiation of seeded human mesenchymal stem cells (hMSCs) and subsequent tissue regeneration. Wnt5a is a critical non-canonical Wnt signaling ligand and plays a key role in the development of musculoskeletal tissues including cartilage. Herein we investigate the efficacy of biofunctionalizing the hyaluronic acid hydrogel with a synthetic Wnt5a mimetic ligand (Foxy5 peptide) to promote the chondrogenesis of hMSCs and the potential underlying molecular mechanism. Our findings show that the conjugation of Foxy5 peptide in the hydrogels activates non-canonical Wnt signaling of encapsulated hMSCs via the upregulation expression of PLCE1, CaMKII-β, and downstream NFATc1, leading to enhanced expression of chondrogenic markers such as SOX9. The decoration of Foxy5 peptide also promotes the metabolic activities of encapsulated hMSCs as evidenced by upregulated gene expression of mitochondrial complex components and glucose metabolism biomarkers, leading to enhanced ATP biosynthesis. Furthermore, the conjugation of Foxy5 peptide activates the non-canonical Wnt, PI3K-PDK-AKT and IKK/NF-κB signaling pathways, thereby inhibiting the hypertrophy of the chondrogenically induced hMSCs in the hydrogels under both in vitro and in vivo conditions. This enhanced chondrogenesis and attenuated hypertrophy of hMSCs by the biomaterial-mediated bioactive cue presentation facilitates the potential clinical translation of hMSCs for cartilage regeneration. Our work provides valuable guidance to the rational design of bio-inductive scaffolds for various applications in regenerative medicine.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
落寞的幻竹完成签到,获得积分10
1秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
阿靖完成签到 ,获得积分10
4秒前
顺心寄容完成签到,获得积分10
4秒前
贺四洋发布了新的文献求助10
4秒前
草田水完成签到 ,获得积分10
4秒前
每天至少八杯水完成签到 ,获得积分10
4秒前
丰富的归尘完成签到 ,获得积分10
5秒前
崩溃完成签到,获得积分10
6秒前
九月发布了新的文献求助10
6秒前
江江完成签到 ,获得积分10
12秒前
Connie完成签到,获得积分10
13秒前
三一完成签到 ,获得积分10
16秒前
wobisheng完成签到,获得积分10
17秒前
音玥完成签到,获得积分10
17秒前
Feng完成签到 ,获得积分10
23秒前
Gary完成签到 ,获得积分10
30秒前
AKA发布了新的文献求助10
31秒前
淞淞于我完成签到 ,获得积分0
31秒前
Hao完成签到,获得积分0
35秒前
nan完成签到 ,获得积分10
35秒前
Goblin完成签到 ,获得积分10
39秒前
不可靠月亮完成签到,获得积分10
42秒前
45秒前
yanmh完成签到,获得积分10
51秒前
科研通AI6.4应助九月采纳,获得10
54秒前
智慧门完成签到 ,获得积分10
55秒前
AKA完成签到 ,获得积分10
56秒前
一白完成签到 ,获得积分0
58秒前
积极的凌波完成签到,获得积分10
59秒前
可靠月亮完成签到,获得积分10
1分钟前
九月完成签到,获得积分10
1分钟前
望向天空的鱼完成签到 ,获得积分10
1分钟前
呆橘完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
林伊格完成签到 ,获得积分10
1分钟前
cumtlhy88完成签到 ,获得积分10
1分钟前
WXM完成签到 ,获得积分10
1分钟前
贺四洋发布了新的文献求助10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Applied Min-Max Approach to Missile Guidance and Control 5000
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
Inorganic Chemistry Eighth Edition 1200
Anionic polymerization of acenaphthylene: identification of impurity species formed as by-products 1000
The Psychological Quest for Meaning 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6325897
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8142015
关于积分的说明 17071610
捐赠科研通 5378411
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2854159
邀请新用户注册赠送积分活动 1831834
关于科研通互助平台的介绍 1683062