本文選題：關節(jié)軟骨修復 + 堿性成纖維細胞生長因子(FGF2/bFGF)　； 參考：《北京協(xié)和醫(yī)學院》2017年碩士論文

【摘要】：由于缺少血供,關節(jié)軟骨損傷難以修復,最終會發(fā)展為骨性關節(jié)炎甚至運動障礙。目前,關節(jié)軟骨損傷后的再生修復是臨床醫(yī)學的一個巨大挑戰(zhàn),也是再生醫(yī)學研究的一個熱點。多種生長因子參與了關節(jié)軟骨的形成及發(fā)育過程,它們也被廣泛應用于關節(jié)軟骨損傷修復的研究中。本課題組在前期構建了一種時空控釋堿性成纖維細胞生長因子(bFGF/FGF2)的膠原基復合材料發(fā)現(xiàn),FGF2是通過上調(diào)內(nèi)源性生長因子表達水平進而促進了關節(jié)軟骨的損傷修復。進一步分析研究結果,我們推測上調(diào)的骨形態(tài)發(fā)生蛋白2和4(BMP2和BMP4)是FGF2促進關節(jié)軟骨修復的主要原因。近期,通過實時定量PCR(qRT-PCR),我們發(fā)現(xiàn)升高的骨形態(tài)發(fā)生蛋白2(BMP2)和BMP4主要來源于軟骨下骨,提示FGF2是通過調(diào)控軟骨下骨活性,上調(diào)其BMP表達水平、進而促進了關節(jié)軟骨的損傷修復。我們還發(fā)現(xiàn)BMP2和BMP4的受體競爭性抑制分子BMP3加重模型動物損傷區(qū)軟骨下骨的破壞程度,抑制關節(jié)軟骨修復�；谝陨习l(fā)現(xiàn),我們提出了軟骨下骨在關節(jié)軟骨損傷修復中具有重要作用,FGF2可以調(diào)控其活性進而促進關節(jié)軟骨的損傷修復,靶向遞送FGF2至軟骨下骨可以改善關節(jié)軟骨缺損的修復。本研究針對這一假說開展了研究工作,首先通過軟骨下骨區(qū)域直接注射FGF2考察了其對關節(jié)軟骨修復的作用;進一步在此基礎上,結合前期研究工作基礎,構建了一種具有定向釋放FGF2的膠原基復合材料,使FGF2可以只作用于軟骨下骨;最后通過動物實驗考察該復合材料對關節(jié)軟骨損傷修復的影響及其機制。通過本研究工作,以期為FGF2在關節(jié)軟骨損傷修復中的合理應用提供新思路,也為關節(jié)軟骨損傷修復機制的深入理解提供新的依據(jù)�，F(xiàn)階段主要研究結果和結論如下:1.本研究首先通過關節(jié)軟骨缺損區(qū)域直接注射低劑量FGF2至軟骨下骨局部并聯(lián)合應用BMP信號通路抑制劑Dorsomorphin,研究和分析了 FGF2在關節(jié)軟骨損傷修復中的作用及其機制。研究發(fā)現(xiàn),FGF2是通過調(diào)控軟骨下骨的BMP信號通路,促進軟骨的再生修復;而Dorsomorphin由于抑制了 BMP信號通路,減弱了 FGF2促進關節(jié)軟骨修復的作用。2.為了進一步考察軟骨下骨在FGF2促進關節(jié)軟骨修復中的作用,我們又構建了一種定向釋放FGF2的膠原基復合材料。通過纖維蛋白膠與膠原特異性相互作用的特點,結合物理吸附法構建了定向釋放FGF2的膠原基雙層膜材料,該膠原基雙層膜具有表層致密的上層膠原膜和具有疏松結構的下層膠原膜,FGF2負載于下層疏松膠原膜。體外釋放研究發(fā)現(xiàn),雙層膜所負載的分子具有定向釋放的特點。3.本研究將上述定向釋放FGF2的膠原基復合材料植入家兔關節(jié)軟骨損傷區(qū)域。通過酶聯(lián)免疫吸附測定(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)方法檢測收集到的復合材料植入后的動物關節(jié)液,發(fā)現(xiàn)定向釋放FGF2的膠原基復合材料植入組的早期BMP2和BMP4的含量較對照組顯著升高。進一步證實了早期的研究,FGF2可以上調(diào)BMP2和BMP4的表達水平。4.最后,本研究將上述定向釋放FGF2的膠原基復合材料植入家兔關節(jié)軟骨損傷區(qū)域,考察了該材料對關節(jié)軟骨損傷修復的影響。研究發(fā)現(xiàn),與對照組相比,該材料在植入8周后明顯改善了關節(jié)軟骨損傷修復的效果,有效促進了透明軟骨和軟骨下骨組織的再生以及新生組織與周圍組織的整合。綜上所述,本文證明了軟骨下骨在關節(jié)軟骨修復過程中具有重要作用,FGF2通過調(diào)控軟骨下骨活性、上調(diào)BMP2和BMP4的表達水平,從而促進關節(jié)軟骨的損傷修復;本研究成功構建了具有定向釋放FGF2作用的膠原基雙層膜材料,顯著改善關節(jié)軟骨的損傷修復效果。因此,由于其作用機理相對明確、使用劑量可以相對減少,并且作用周期較短,本研究所構建的定向釋放FGF2的膠原基復合材料可能成為一種有應用前景的促進關節(jié)軟骨修復的新型生物材料。
[Abstract]:Due to lack of blood supply, articular cartilage injury is difficult to repair and eventually develops into osteoarthritis and even dyskinesia. At present, regenerative repair after articular cartilage injury is a great challenge in clinical medicine and a hot spot in the research of regenerative medicine. In the study of the repair of articular cartilage injury, a collagen based composite of time and space controlled basic fibroblast growth factor (bFGF/FGF2) was constructed in our group, and FGF2 was found to promote the repair of articular cartilage by up regulating the expression level of endogenous growth factors and further analysis of the results. We speculate that the up-regulated bone morphogenetic protein 2 and 4 (BMP2 and BMP4) are the main reasons for FGF2 to promote articular cartilage repair. Recently, by real-time quantitative PCR (qRT-PCR), we found that increased bone morphogenetic protein 2 (BMP2) and BMP4 are mainly derived from subchondral bone, suggesting that FGF2 regulates the activity of subchondral bone and up-regulated its BMP expression. It further promotes the repair of articular cartilage damage. We also found that BMP2 and BMP4 receptor competitive inhibitor BMP3 aggravates the damage degree of subchondral bone in the damaged area of model animals and inhibits articular cartilage repair. Based on the above findings, we suggest that subchondral bone plays an important role in the repair of articular cartilage injury, and FGF2 can regulate it. The activity further promotes the repair of articular cartilage damage. The target delivery of FGF2 to subchondral bone can improve the repair of articular cartilage defects. This study aims at this hypothesis. First, a direct injection of FGF2 into the subchondral bone area was used to investigate the repair of articular cartilage. On the basis of work, a collagen based composite material with directional release of FGF2 was constructed to make FGF2 only act on the subchondral bone. Finally, the effect of the composite on the repair of articular cartilage injury and its mechanism were investigated by animal experiments. Through this work, a new thought was provided for the rational application of FGF2 in the repair of articular cartilage injury. The main research results and conclusions at this stage are as follows: 1. first of all, we studied and analyzed FGF2 in joint soft tissue by direct injection of low dose FGF2 to subchondral bone and combined with BMP signaling pathway inhibitor Dorsomorphin through articular cartilage defect area. The role and mechanism in repair of bone injury. It is found that FGF2 promotes the regeneration of cartilage by regulating the BMP signaling pathway of the subchondral bone, and Dorsomorphin reduces the role of FGF2 to promote articular cartilage repair due to the inhibition of BMP signaling pathway,.2. in order to further examine the subchondral bone in FGF2 to promote articular cartilage repair. We have also constructed a collagen based composite material for the directional release of FGF2. Through the characteristics of the specific interaction between fibrin glue and collagen, a collagen based double layer membrane material directed to release FGF2 is constructed by physical adsorption. The collagen based double layer membrane has a dense layer of collagen membrane in the surface layer and a loose structure of the lower layer glue. The original membrane, FGF2 loaded with the loose collagen membrane in the lower layer. In vitro release studies have found that the molecules loaded in the double layer membrane have the characteristics of directional release..3. this study implants the collagenous matrix composite of the directional release of FGF2 in rabbit articular cartilage damage area. By enzyme linked immunosorbent assay (enzyme linked immunosorbent assay, ELISA) Fang Fajian The content of early BMP2 and BMP4 in the group of collagen based composite implanted FGF2 was significantly higher than that of the control group. Further confirmed the early study, FGF2 could up-regulate the expression level of BMP2 and BMP4 at the end of.4.. This study released the above directed release of FGF2 in the collagen basis. The effect of the material on articular cartilage damage repair in rabbits was investigated. It was found that, compared with the control group, the material obviously improved the repair of articular cartilage injury after 8 weeks of implantation, effectively promoting the regeneration of the hyaline cartilage and subchondral bone tissue, as well as the new tissue and surrounding tissue. In summary, this paper shows that the subchondral bone plays an important role in the repair of articular cartilage. FGF2 promotes the repair of articular cartilage by regulating the activity of subchondral bone and up regulating the expression level of BMP2 and BMP4. This study has successfully constructed a collagen based double layer membrane material with the effect of directional release of FGF2. Therefore, because of the relatively clear action mechanism and the relative reduction in the use of the articular cartilage, the collagen based composite of the directional release of FGF2 in this study may be a promising new biomaterial to promote the repair of articular cartilage.
【學位授予單位】：北京協(xié)和醫(yī)學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R68;R318.08

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本文編號：1996833