本文關(guān)鍵詞：組織工程人工骨成骨活性因子（BMP9，，OPG）相關(guān)研究　出處：《重慶醫(yī)科大學(xué)》2011年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 組織工程人工骨 骨形態(tài)發(fā)生蛋白9 骨保護(hù)素 雙表達(dá)BMP2、9腺病毒 骨質(zhì)疏松性骨折

【摘要】：骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)是作為成骨因子最初在骨基質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的,BMPs是轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)超家族的成員之一,目前已經(jīng)分離和鑒定的有20余種。BMP主要的生物學(xué)作用是誘導(dǎo)成骨潛能細(xì)胞,如結(jié)締組織中的間質(zhì)細(xì)胞、骨髓基質(zhì)細(xì)胞、滑膜細(xì)胞和成纖維細(xì)胞等在骨骼或骨骼外轉(zhuǎn)化形成軟骨和骨組織。除了促進(jìn)成骨分化的作用以外,BMPs在很多組織和器官的發(fā)育中也發(fā)揮著重要的作用,比如:心,肺,腎,眼睛,生殖組織,神經(jīng)系統(tǒng),胎盤和胎盤連接,血管和血管生成,脂肪組織的形成。 目前發(fā)現(xiàn)的具有誘導(dǎo)成骨分化能力的BMP主要有BMP2、4、6、7、9,其中rhBMP2和rhBMP7純蛋白已經(jīng)在國外臨床上用于骨折延遲愈合、骨折不愈合、骨折骨不連、骨缺損、脊柱融合術(shù)的治療,而且取得了一定的治療效果。C2C12、C3H10細(xì)胞以及裸鼠皮下注射的體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)對(duì)AdBMP2、4、6、7、9進(jìn)行研究,結(jié)果提示BMP9誘導(dǎo)成骨能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于傳統(tǒng)應(yīng)用的BMP2和BMP7。 以往的研究已經(jīng)在細(xì)胞和小動(dòng)物水平證實(shí)了BMP9的成骨能力,但是BMP9在更接近于人類的大動(dòng)物體內(nèi)研究尚未有報(bào)道。進(jìn)一步對(duì)BMP9和BMP2、BMP4、BMP6、BMP7之間的協(xié)同作用進(jìn)行研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)BMP之間存在協(xié)同作用,其中BMP9和BMP2的協(xié)同作用最強(qiáng)。單獨(dú)BMP9以及BMP9和其它BMP的協(xié)同運(yùn)用為組織工程人工骨成骨活性因子提供了一個(gè)新的選擇。但是由于BMP9相關(guān)的大動(dòng)物水平的研究相當(dāng)缺乏,在大動(dòng)物水平,特別是負(fù)重骨骨缺損模型上研究BMP9自身的成骨能力、BMP之間的協(xié)同作用已經(jīng)十分必要。為了更好地研究BMP之間的協(xié)同作用,如何避免因?yàn)榛虮磉_(dá)相互干擾和腺病毒滴度測(cè)定中的誤差對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性造成影響,使各種BMP的表達(dá)達(dá)到1:1的水平也是急需解決的問題。 骨保護(hù)素(OPG)也稱為破骨細(xì)胞生成抑制因子,是一種分泌型糖蛋白,由401個(gè)氨基酸組成。OPG主要通過調(diào)節(jié)RANKL/RANK/OPG系統(tǒng),促進(jìn)新骨的生成,抑制骨的吸收,從而達(dá)到促進(jìn)成骨的作用。RANKL是骨保護(hù)素的同源配基,主要表達(dá)于成骨細(xì)胞和骨髓基質(zhì)細(xì)胞的表面,RANK主要表達(dá)于破骨細(xì)胞或其前體表面。RANKL與RANK結(jié)合后可以促進(jìn)破骨細(xì)胞的活化、成熟,從而促進(jìn)骨吸收。OPG是RANKL的誘餌受體,與RANK競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合RANKL,OPG與RANKL的結(jié)合減少了RANKL與RANK的結(jié)合,從而抑制破骨細(xì)胞分化、成熟,減少骨吸收。另外OPG能夠通過誘導(dǎo)堿性磷酸酶和鈣化結(jié)節(jié)形成促進(jìn)大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的成骨分化,可視為一種良好的骨誘導(dǎo)活性因子。 骨活素膠囊系在護(hù)骨膠囊的基礎(chǔ)上改良而得,是純中藥提取的,其主要成分淫羊藿苷可通過促進(jìn)成骨細(xì)胞分泌骨保護(hù)素,調(diào)節(jié)RANKL/RANK/OPG的動(dòng)態(tài)平衡機(jī)制,從而有效地減少骨吸收,間接地促進(jìn)了骨生成。由于骨活素膠囊是純中藥提取,毒副作用小,可以有效地治療骨質(zhì)疏松癥,而且骨活素膠囊促進(jìn)了OPG的分泌,OPG又可以通過調(diào)節(jié)骨代謝和骨誘導(dǎo)促進(jìn)骨再生,所以骨活素膠囊為骨折、骨缺損伴有骨質(zhì)疏松癥的病人提供了一個(gè)很好的選擇。但是目前尚未有這方面的研究報(bào)道。在對(duì)骨質(zhì)疏松性骨折進(jìn)行治療時(shí)離不開手術(shù)對(duì)骨折部位的復(fù)位和固定,利用合理的手術(shù)方式既能對(duì)骨折進(jìn)行良好的復(fù)位和固定,又能最大程度上對(duì)骨折部位及周圍進(jìn)行保護(hù),將有利于骨質(zhì)疏松性骨折的愈合。 本研究的目的:1、觀察BMP9介導(dǎo)的人工骨在大動(dòng)物負(fù)重骨骨缺損模型(山羊股骨中段臨界骨缺損模型)中的促進(jìn)成骨能力。2、構(gòu)建雙表達(dá)BMP2、9腺病毒載體,使BMP2和BMP9達(dá)到精確的1:1表達(dá),進(jìn)一步驗(yàn)證和研究BMP2和BMP9的協(xié)同效應(yīng)。3、觀察骨活素膠囊在骨質(zhì)疏松性骨折模型(兔橈骨骨質(zhì)疏松性骨折模型)中的成骨情況,探討OPG用于人工骨組成部分的可能性。4、介紹一種新型的微創(chuàng)手術(shù)方式治療骨質(zhì)疏松性骨折,為人工骨治療骨折疏松提供良好的復(fù)位和固定。 文章第一部分:方法:12只12-18月齡中國青山羊,股骨中段建立臨界骨缺損模型,隨機(jī)分為兩組,缺損區(qū)域明膠海綿填充,實(shí)驗(yàn)組加入預(yù)先準(zhǔn)備好的BMP9腺病毒感染的骨髓基質(zhì)細(xì)胞懸液,對(duì)照組加入GFP腺病毒感染的骨髓基質(zhì)細(xì)胞懸液,術(shù)后1天、2周、4周、8周、12周、20周行X片檢查,20周時(shí)進(jìn)行CT檢查,處死動(dòng)物,行大體標(biāo)本、組織學(xué)染色和生物力學(xué)的檢測(cè)。結(jié)果:X片顯示實(shí)驗(yàn)組較對(duì)照組骨痂形成更早更多,大體標(biāo)本、組織學(xué)染色顯示實(shí)驗(yàn)組的新生骨更加成熟,CT顯示實(shí)驗(yàn)組新生骨塑形更好,生物力學(xué)檢測(cè)顯示實(shí)驗(yàn)組新生骨痂的力學(xué)強(qiáng)度更強(qiáng)。結(jié)論:BMP9介導(dǎo)的組織工程人工骨可以有效地促進(jìn)山羊股骨骨缺損的愈合。同時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也發(fā)現(xiàn)BMP9在體內(nèi)能夠促進(jìn)脂肪的分化。治療五個(gè)月后BMP9人工骨治療組與正常骨在形態(tài)和生物力學(xué)特性上仍有差距,如何避免脂肪分化,尋找更強(qiáng)的成骨活性因子組合有待進(jìn)一步研究。 文章第二部分:方法:自單一表達(dá)BMP2或BMP9 AdEasy質(zhì)粒上擴(kuò)增BMP2和BMP9片段,先后亞克隆至穿梭質(zhì)粒pASG2,獲得雙表達(dá)穿梭質(zhì)粒pASG2-BMP2、9,酶切及PCR鑒定確認(rèn)、測(cè)序正確后同源重組獲得雙表達(dá)BMP2、BMP9腺病毒質(zhì)粒,轉(zhuǎn)染至HEK-293細(xì)胞中包裝和擴(kuò)增得到高滴度雙表達(dá)BMP2、BMP9腺病毒,體外感染C3H10細(xì)胞RT-PCR鑒定其表達(dá)并觀察其早期誘導(dǎo)成骨情況。結(jié)果:成功構(gòu)建雙表達(dá)BMP2、BMP9的腺病毒,滴度約為1010IU/ml,RT-PCR證實(shí)此腺病毒在C3H10細(xì)胞中表達(dá),觀察到綠色熒光,其感染C3H10細(xì)胞的早期堿性磷酸酶含量較感染單一表達(dá)BMP2或BMP9腺病毒的C3H10細(xì)胞增加。結(jié)論:成功構(gòu)建雙表達(dá)BMP2、9的重組腺病毒載體,初步驗(yàn)證了BMP2、9能夠早期協(xié)同成骨,為進(jìn)一步研究BMP2和BMP9的協(xié)同成骨作用和制備高效的組織工程人工骨提供了有利的工具。 文章第三部分:方法:40只8-12月齡雌性新西蘭大耳兔,卵巢去勢(shì)法10周得到Ⅰ型骨質(zhì)疏松模型,再行橈骨骨折造模,從而建立骨質(zhì)疏松性骨折模型。模型建立后隨機(jī)分為2組,實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組分別給予含1g/Kg·d骨活素膠囊的生理鹽水和淀粉糊5ml灌胃,在2、4、8周隨機(jī)選取動(dòng)物行影像學(xué)、血液生化指標(biāo)、HE染色、pcna免疫組化和生物力學(xué)檢測(cè)。結(jié)果:骨活素干預(yù)的實(shí)驗(yàn)組動(dòng)物較對(duì)照組骨痂、骨小梁形成增多增快,骨痂力學(xué)強(qiáng)度增強(qiáng)。結(jié)論:骨活素膠囊能使骨質(zhì)疏松性骨折的愈合時(shí)間縮短,強(qiáng)度增強(qiáng)。 文章第四部分:介紹一種微創(chuàng)外科手術(shù)方式(椎體后凸成形術(shù)),為骨質(zhì)疏松性骨折人工骨替代治療提供新的選擇。方法: 2006年3月- 2007年8月,收治60例骨質(zhì)疏松性脊柱骨折患者。其中40例選擇椎體后凸成形術(shù)治療(試驗(yàn)組),20例選擇保守治療(對(duì)照組)。試驗(yàn)組:男6例,女34例;年齡56～78歲,平均68.7歲。病程10～18個(gè)月,平均12個(gè)月。骨折涉及73個(gè)椎體。對(duì)照組:男5例,女15例;年齡57～80歲,平均70.1歲。病程9～16個(gè)月,平均13個(gè)月。骨折涉及41個(gè)椎體。兩組患者性別、年齡、病程、疼痛視覺模擬評(píng)分(VAS)、歐洲脊柱骨質(zhì)疏松癥研究(EVOS)問卷評(píng)分,以及傷椎前中柱椎體高度、后凸Cobb角比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P 0.05),具有可比性。結(jié)果:試驗(yàn)組患者術(shù)后切口均Ⅰ期愈合,無骨水泥滲漏。兩組患者均獲隨訪,隨訪時(shí)間36～38個(gè)月。試驗(yàn)組治療后1～3 d及12、36個(gè)月VAS評(píng)分、EVOS評(píng)分、傷椎前中柱椎體高度及后凸Cobb角均較術(shù)前明顯改善(P 0.05);對(duì)照組治療后以上指標(biāo)與術(shù)前比較無改善(P 0.05)。治療后12、36個(gè)月,試驗(yàn)組以上指標(biāo)均優(yōu)于對(duì)照組(P 0.05)。治療后36個(gè)月,對(duì)照組患者新發(fā)脊柱骨折發(fā)生率高于試驗(yàn)組(χ~2=16.347,P=0.015)。結(jié)論:椎體后凸成形術(shù)治療骨質(zhì)疏松性脊柱骨折后,疼痛癥狀可明顯緩解,活動(dòng)功能恢復(fù),且新發(fā)脊柱骨折發(fā)生率較保守治療低。 綜上所述,BMP9的誘導(dǎo)成骨能力在大動(dòng)物骨缺損模型中得到證實(shí),BMP2和BMP9具有協(xié)同效應(yīng),OPG能夠促進(jìn)OPF的愈合,PKP微創(chuàng)治療也能促進(jìn)OPF的愈合。BMP9、AdBMP2,9、OPG為人工骨成骨因子提供了新的選擇,微創(chuàng)手術(shù)與人工骨移植的結(jié)合,將更好地治療骨缺損、骨折不愈合、OPF等疾病。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：重慶醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：R329

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前9條

1 蔣紹艷;宋丹妮;史玉朋;常宏;;淫羊藿苷對(duì)大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化的影響[J];海南醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào);2009年10期

2 韓為;張華山;吳小春;路曉;;后凸成形術(shù)在脊柱爆裂性骨折中的應(yīng)用[J];實(shí)用骨科雜志;2010年01期

3 張立強(qiáng);張松林;;內(nèi)皮細(xì)胞生長因子及堿性成纖維細(xì)胞生長因子對(duì)兔橈骨骨折愈合影響的比較[J];中國組織工程研究與臨床康復(fù);2008年33期

4 楊敏;樊小明;操良玉;楊元英;;骨活素膠囊的研制及臨床應(yīng)用[J];中成藥;2006年09期

5 劉立春;丁文軍;李時(shí)軍;李豐績;;經(jīng)皮椎體成形術(shù)及后凸成形術(shù)治療老年人胸腰椎骨折[J];中國骨傷;2010年06期

6 張X;孟國林;劉建;袁志;張欽;王軍;李曉娟;張志敏;李生;;去勢(shì)加地塞米松肌肉注射法兔骨質(zhì)疏松模型建立的實(shí)驗(yàn)研究[J];中國骨質(zhì)疏松雜志;2008年02期

7 張秀珍;楊黎娟;;淫羊藿甙對(duì)大鼠成骨細(xì)胞護(hù)骨素、RANKL表達(dá)的影響[J];中華內(nèi)分泌代謝雜志;2006年03期

8 胡明鑒;馬紅兵;石化洋;梁益建;曾勇;王俊瑞;;手法復(fù)位結(jié)合單側(cè)穿刺經(jīng)皮椎體后凸成形術(shù)治療骨質(zhì)疏松性椎體壓縮性骨折的早期療效[J];中國修復(fù)重建外科雜志;2010年09期

9 陳大蓉;唐顯著;鄭坤渝;劉其芬;蔡漢中;李小木;張健;;中藥護(hù)骨合劑防治絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥的臨床研究[J];中醫(yī)雜志;1994年06期

本文編號(hào)：1422326