骨組織工程中成骨細(xì)胞與生物材料相互作用的分子機(jī)制.pdf

1、研究目的：了解構(gòu)建組織工程骨和組織工程骨膜過(guò)程中，人胚骨膜來(lái)源成骨細(xì)胞與生物衍生支架材料相互作用的分子生物學(xué)機(jī)制以及成骨細(xì)胞重要基因表達(dá)的變化，從基因水平預(yù)測(cè)骨組織工程代用品的生物安全性及有效性。 方法：選用人胚骨膜來(lái)源成骨細(xì)胞為種子細(xì)胞，接種于經(jīng)過(guò)脫蛋白、脫細(xì)胞處理的生物衍生支架材料上，分別培養(yǎng)2、4、6、8和10天。提取總RNA，經(jīng)過(guò)逆轉(zhuǎn)錄成cDNA，采用實(shí)時(shí)定量PCR對(duì)目的基因Ⅰ型膠原(ColI)，骨鈣素(osteocal

2、cin，OC)，成骨細(xì)胞特異轉(zhuǎn)錄因子(Cbfa1))，成骨細(xì)胞特異基因(osterix)以及整合素α5β1(integrinα5β1)進(jìn)行擴(kuò)增。在聚苯乙烯培養(yǎng)瓶中單純培養(yǎng)的成骨細(xì)胞作為對(duì)照組，在相應(yīng)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行同樣的標(biāo)本處理。 結(jié)果：①組織工程骨和單純培養(yǎng)的成骨細(xì)胞Cbfa1的表達(dá)隨培養(yǎng)時(shí)間逐漸降低，其中2天組與10組，8天組與4、6、10天組比較，P＜0.05。組織工程骨膜組在培養(yǎng)中期Cbfa1表達(dá)降低，其中2天組與4、6、8天

3、組比較，10天組與4天組及8天組比較，P＜0.05。培養(yǎng)末期，組織工程骨Cbfa1表達(dá)明顯高于生物膜組和對(duì)照組，P＜0.05。 ②組織工程骨及單純培養(yǎng)中Osterix表達(dá)的變化與Cbfa1一致。組織工程骨膜中Osterix的表達(dá)隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸升高。培養(yǎng)早期和末期，組織工程骨Osterix的表達(dá)均高于對(duì)照組，P＜0.05。 ③ColI在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組的表達(dá)隨時(shí)間均出現(xiàn)相類(lèi)似的，較大的起伏變化。對(duì)照組表達(dá)則始終保持穩(wěn)定。

4、 ④在2到6天中骨鈣素表達(dá)先下降，后回升。在培養(yǎng)末期，組織工程骨膜組骨鈣素表達(dá)升高，組織工程骨變化不明顯，對(duì)照組卻出現(xiàn)明顯的表達(dá)下調(diào)。 ⑤培養(yǎng)早期Integrinα5β1表達(dá)呈陰性，Integrinβ1組織工程骨中的表達(dá)略高于組織工程骨膜，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的差別僅存在于2天組和6天組。對(duì)照組中，Integrinβ1穩(wěn)定，各時(shí)間段比較沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。 結(jié)論：①成骨細(xì)胞與生物衍生材料結(jié)合后，重要基因可持續(xù)正常表達(dá)。

5、 ②組織工程骨中，成骨細(xì)胞Cbfa1與Osterix表達(dá)高于組織工程骨膜組和對(duì)照組，而且兩個(gè)基因的變化一致，提示生物衍生骨作為支架材料，在保持成骨細(xì)胞性狀，誘導(dǎo)及促進(jìn)成骨細(xì)胞分化方面有明顯優(yōu)越性。 ③成骨細(xì)胞與生物衍生材料結(jié)合后，以脈沖式產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)，提示生物衍生材料不僅對(duì)細(xì)胞順利進(jìn)入增殖狀態(tài)沒(méi)有影響，而且為細(xì)胞增殖提供廣闊而有效的空間。成骨細(xì)胞最終可以良好分化，充分發(fā)揮成骨功能。 ④生物衍生材料有利于成骨細(xì)胞黏附