hBMP-2基因修飾促進骨質(zhì)疏松癥骨愈合的實驗研究.pdf

1、骨質(zhì)疏松癥是一種以骨礦物質(zhì)密度降低及骨組織顯微結(jié)構(gòu)破壞為特征的全身代謝性疾病。多項研究表明，骨質(zhì)疏松癥導(dǎo)致頜骨骨量減少，骨脆性增加，牙槽嵴萎縮，嚴重影響患者的咀嚼功能和生活質(zhì)量。骨質(zhì)疏松癥不僅導(dǎo)致骨折的危險性升高，在口腔頜面部因創(chuàng)傷、腫瘤切除等造成骨缺損時，更易引起骨愈合不良。目前臨床上常用骨髓顆粒骨移植或帶血管蒂的自體骨移植等方法治療骨缺損或骨折愈合延遲這一難題，這些方法最大的缺點是骨源有限，還可能導(dǎo)致嚴重的供受區(qū)并發(fā)癥。 隨

2、著人們對骨重建機理認識的不斷深入，促進骨愈合的治療革新已取得突破性的進展。BMP-2作為骨再生的啟動因子之一，在間充質(zhì)細胞的趨化及有絲分裂過程中發(fā)揮著重要的作用，同時BMP-2還在刺激間充質(zhì)細胞的分化、加強細胞外基質(zhì)的合成及維持成骨細胞表型等各個階段具有誘導(dǎo)骨形成的多重效應(yīng)。 近年來骨組織工程及基因治療的發(fā)展為骨缺損的修復(fù)重建提供了全新的思路。將hBMP-2基因轉(zhuǎn)移至種子細胞，刺激其向成骨細胞方向定向分化，經(jīng)過一段時間的體外擴增

3、培養(yǎng)，將其植入具有良好生物相容性、機械性的可降解性的支架材料中，并將這種組織工程化骨植入到缺損部位以達到修復(fù)骨缺損的目的。植入的種子細胞在體內(nèi)增殖的同時，又相當于生物反應(yīng)器，實現(xiàn)骨生長因子持續(xù)高效的在體表達，極大地克服了傳統(tǒng)治療方法的缺陷，具有廣闊的應(yīng)用前景。 本課題結(jié)合組織工程與基因工程，進行了以下四項相關(guān)研究：①Ⅰ型骨質(zhì)疏松癥骨髓間充質(zhì)干細胞(BMSCs)體外培養(yǎng)及分化研究：建立絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥(PMO)大鼠模型，分離培養(yǎng)B

4、MSCs，分別向成骨細胞及成脂細胞誘導(dǎo)分化，結(jié)果表明PMO大鼠BMSCs在體外的骨向及脂向分化潛力與對照組比較無明顯差別；②BMP-2在骨質(zhì)疏松癥大鼠骨折愈合過程中的表達：在建立的PMO大鼠二期骨折愈合模型中，進行X-線片、組織學(xué)、免疫組織化學(xué)，半定量RT-PCR等檢查，結(jié)果顯示骨質(zhì)疏松癥骨修復(fù)過程中BMP-2的表達量減少且延遲，可能BMP-2表達下調(diào)是骨質(zhì)疏松癥骨重建延遲的重要影響因素；③hBMP-2基因轉(zhuǎn)染骨質(zhì)疏松癥BMSCs的體外

5、實驗研究：通過陽離子脂質(zhì)體LipoGen介導(dǎo)hBMP-2基因轉(zhuǎn)染體外培養(yǎng)的PMO大鼠BMSCs，免疫組化、原位雜交、Western-blot等檢測結(jié)果表明BMSCs表達hBMP-2增多，在體外促進其成骨向分化；④hBMP-2基因修飾的BMSCs修復(fù)PMO大鼠下頜骨缺損的實驗研究：采用CHA及PDLLA/HA支架材料，分別將轉(zhuǎn)染及未轉(zhuǎn)染hBMP-2基因的BMSCs與其復(fù)合后植入PMO大鼠下頜骨極限性骨缺損區(qū)觀察其修復(fù)效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)染h

6、BMP-2組較未轉(zhuǎn)染組在體內(nèi)形成新骨能力明顯增強，未轉(zhuǎn)染hBMP-2的BMSCs在PMO大鼠體內(nèi)有分化為脂肪細胞現(xiàn)象。 本研究通過系列實驗，在體外分離培養(yǎng)PMO大鼠BMSCs的基礎(chǔ)上，成功地以hBMP-2基因轉(zhuǎn)染BMSCs，促進其成骨細胞表型分化，并將hBMP-2基因修飾的BMSCs與支架材料復(fù)合后植入PMO大鼠下頜骨骨缺損區(qū)，增強骨再生能力，說明hBMP-2基因修飾的自體細胞復(fù)合支架材料的組織工程化骨可應(yīng)用于骨質(zhì)疏松癥骨缺損的