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084 氟和骨形态发生蛋白对骨代谢的影响
氟和骨形态发生蛋白(BMPs)均为影响骨生长的因素。为探讨氟对BMPs产生及活性的作用以及二者共同对骨代谢的影响，本文分别从骨形成、骨细胞、骨矿物质代谢、信号转导及骨疾患等5个方面将关于氟和BMPs对骨代谢影响的研究进行了综述。氟和BMPs均具有诱导骨形成的作用；影响骨细胞的活性和增殖以及钙磷等骨矿物质代谢；并且二者信号转导均与MAPK途径有关；与氟骨症、骨质疏松等骨疾患有着直接或间接的关系。系统研究氟和BMPs间的关系以及它们在骨代谢中的作用特点，对氟骨症等代谢性骨疾患的预防和治疗有重要意义。
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淫羊藿苷对骨质疏松状态下牙种植体周围骨组织内BMP2含量的影响
目的 本研究系统地应用淫羊藿苷对骨质疏松大鼠种植体周围骨组织中BMP2含量的影响,为中药治疗骨质疏松症的发展提供理论依据.方法 60只雌性3-4个月大,240～300 g体重未婚SD雌性大鼠,经过1周的适应性喂养,随机分为假去势组(SHAM组,20),去势模型(OVX组,20),去势+淫羊藿苷组(ICA组,20只).在卵巢切除术后8周,将右股骨植入右股骨.植入后12周和20周随机处死每组动物的一半.处死后,取出种植部位进行脱钙,进行免疫组织化学染色,定量分析种植体周围骨组织的BMP-2含量.结果 BMP2含量从高到低依次为种植后12周和20周ICA组、SHAM组、OVX组,统计差异显著.同时,各组BMP2含量显着高于12周时的BMP2含量,统计学差异显着.结论 骨质疏松症的改变可以降低大鼠种植体-骨界面中的BMP2含量.淫羊藿苷可以增加骨质疏松大鼠种植体-骨界面中的BMP2含量.长期服用淫羊藿苷的效果优于短期用药.
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骨形态发生蛋白复合物的成骨及修复作用
骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)是一种具有诱导成骨(osteoinduction)能力的酸性蛋白质.现已发现多种BMP,各种BMP有同源性序列,多属转化生长因子-β(TGF-β).超家族BMP主要分布于骨基质的胶原纤维、骨髓基质中的间充质细胞、骨膜细胞、牙原基及骨、软骨肉瘤细胞.BMP能诱导未分化间充质细胞向骨、软骨细胞分化,从而促进成骨.实验证实,BMP在动物体内、外均能诱导骨的生成.
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骨折三期治疗对骨生长因子TGF-β1表达影响的实验研究
骨折三期治疗是中医药治疗骨折的指导原则[1-3],但是对其作用及其机制缺乏研究,甚至有学者对其作用提出疑义,认为没有分期治疗的必要性.随着分子生物学的发展,已阐明骨折愈合主要受局部骨生长因子的调控[4],其中TGF-β1是关键的骨生长因子之一,对骨折愈合具有重要的调节作用.从分子生物学水平探讨中医骨折三期治疗对骨折愈合过程中骨折局部TGF-β1表达的影响进行研究.
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BMP-2诱导MSCs修复无血运区半月板损伤的实验研究
目的:为探寻无血运区半月板损伤的治疗方式.方法:选用健康新西兰大白兔分成A、B两组,双膝内外侧半月板均用于实验,在其半月板体部统一造成无血运区纵行全层裂.A组(36膝)对每只双膝随机采取一侧于半月板损伤区注入纤维蛋白胶(FG组),另一侧为空白对照组(NT组),B组(36膝)对其双膝随机采取一侧于半月板损伤区注入纤维蛋白胶与骨髓间充质干细胞混合物(FM组),另一侧于膝关节半月板损伤区注入纤维蛋白胶+骨髓间充质干细胞+骨形态发生蛋白混合物(FMB组),对半月板损伤区的修复情况行大体观察,结果:FMB组术后,缺损区修复组织与周围组织融合可,效果明显好于FG组及FM组,与NT组和FG组及12周时与FM组相比差异显著(P＜0.05).结论:纤维蛋白胶是骨髓间充质干细胞及骨形态发生蛋白的理想载体,以纤维蛋白胶为载体的FG+MSCs+BMP-2复合物可以有效的促进和改善无血运区半月板损伤的修复,从而为临床治疗无血运区半月板损伤提供一种新的方法.
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骨折三期治疗对骨生长因子BMP-2 mRNA表达影响的实验研究
骨折三期治疗是中医药治疗骨折的指导原则[1～3],但是对其作用及其机制缺乏研究,甚至有学者对其作用提出疑义,认为没有分期治疗的必要性.这样使骨折三期治疗中医药治疗骨折的这一指导原则的地位面临严峻挑战,严重地制约着中医骨伤科学的发展.随着分子生物学的发展,已阐明骨折愈合主要受局部骨生长因子的调控[4],其中BMPS是关键的骨生长因子之一,对骨折愈合具有重要的调节作用.为从分子生物学水平探讨中医骨折三期治疗的作用及其机制,本实验对骨折三期治疗与一期治疗(把骨折愈合的全过程作为一期进行治疗)对骨折愈合过程中骨折局部BMP-2 mRNA表达的影响进行研究.
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非细胞型组织工程化异体骨复合骨形态发生蛋白和红骨髓治疗股骨头缺血性坏死
目的:观察非细胞型组织工程化异体骨复合骨形态发生蛋白(BMP)和红骨髓植入治疗青壮年股骨头缺血性坏死的疗效.方法:异体松质骨、异体腓骨为部分脱钙冻于骨.BMP为牛骨来源的用Urist方法部分纯化制品(bBMP).首先进行髓芯减压,彻底刮除死骨.将异体松质骨混合bBMP和自体红骨髓植入死骨刮除区,部分脱钙冻干异体腓骨植入髓芯减压孔道,直接支撑股骨头病变区软骨下骨.采用该治疗64例(78髋)股骨头缺血性坏死患者.结果:术后主要观察疼痛和功能情况,定期拍X线片、CT检查.本组患者均获得随访.随访时间3个月～6年.平均44个月.随访3年以上28例(36髋),其中18例(22髋)FicatⅠ,Ⅱ期患髋无明显疼痛及功能受限,CT显示形成密度较高的新骨,病变范围及程度无发展.4例(6髋)Ficat Ⅰ、Ⅱ期患髓症状无加重,但病变进展一期.在6例(8髋)FicatⅢ病例,其中2例无明显疼痛及活动受限,4例因症状无明显改善而行人工关节置换术.结论异体腓骨可提供直接的机械支撑力,阻止股骨头病变进展和塌陷.BMP因可诱导红骨髓和异体骨增强其成骨能力,所以该方法可作为治疗青壮年Ficat Ⅰ、Ⅱ期股骨头缺血性坏死的一种选择.
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中心减压自体骨与BMP植入治疗缺血性股骨头坏死
目的:探讨中心减压自体骨与骨形态发生蛋白(BMP)植入治疗缺血性股骨头坏死的临床疗效.方法:缺血性股骨头坏死36例41髋,男25例29髋,女11例12髋;年龄31～69岁,平均45.5岁.按Ficat分期0期3髋、Ⅰ期19髋、Ⅱ期13髋、Ⅲ期6髋,行中心减压自体骨与BMP植入术.结果:36例患者均获随访,随访时间2～63个月,平均41个月.以广州中医药大学附属医院提出的疗效标准百分法评价治疗效果,优21例,良8例,可4例,差3例.结论:此术式可有效降低骨内压,改善股骨头血供,植入自体松质骨对关节软骨起到有效支撑防止塌陷的作用.BMP诱发组织修复,加快了股骨头骨质修复的过程,适于Ficat分期0～Ⅱ期的早期患者.
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BMP和TGF-β对兔尺骨骨缺损修复作用的研究
目的探讨外源性BMP和TGF-β对骨缺损的修复作用.方法采用兔尺骨干1.5 cm缺损模型,在骨缺损局部单独或联合应用TGF-β和BMP,在4、8、12周三个时相点进行大体形态观察、组织学、X线片观察和在12周时进行生物力学测试,对骨缺损修复效果进行评估.结果 BMP和/或TGF-β治疗组骨缺损均已修复,对照组骨缺损未修复,联合应用TGF-β和BMP的修复效果明显优于单用TGF-β或BMP,而BMP又优于TGF-β;在生物力学方面,TGF-β和BMP复合应用的力学强度与正常骨接近,单独应用时明显弱于正常骨,TGF-β弱于BMP.结论 BMP和TGF-β对骨缺损均具有一定的修复作用,BMP的作用强于TGF-β,复合应用时,二者作用进一步增强,在修复骨缺损方面具有协同作用.
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生长因子在骨折愈合中的作用
本文就血小板衍化生长因子(platelet-derived growth factor,PDGF)、β转化生长因子(transforming growth factor-beta,TGF-β)、骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)、成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor,FGF)、白细胞介素-1(interleukin-1,IL-1)在骨折愈合中的作用机理综述如下.
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重组PcDNA3.1-hBMP-2转染骨髓基质干细胞及复合异种骨支架体外构建组织工程骨
目的:构建人骨形态发生蛋白-2(human bone morphogenetic protein,hBMP-2)真核表达载体PcDNA3.1-hBMP-2,转染兔骨髓基质干细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs),种植去抗原牛松质骨(bovine canoellous bone,BCB)支架体外构建组织工程骨.方法:蛋白印迹法检测转染后细胞BMP-2的表达,碱性磷酸酶(ALPase)活性检测分析基因转染对细胞分化的影响.然后将转染后细胞接种到BCB支架上,扫描电镜观察细胞贴附、生长状况.结果:转染后,BMSCs表达BMP-2,ALP活性明显增高.扫描电镜见转染细胞分布均匀,伸展良好.结论:在脂质体介导下,BMP-2基因可导入细胞且稳定表达基因产物促进自身增殖分化,转染后细胞在支架材料上贴附生长良好,为进一步应用携带BMP-2基因的人工骨修复骨缺损奠定了实验基础.
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内源性BMP、TGF-β在骨修复中的作用
目的研究内源性骨形态发生蛋白(BMP)、β转化生长因子(TGF-β)的来源、分泌规律以及对骨修复的作用.方法家兔36只,每只动物左侧胫骨为对照侧,环形切除胫骨中段骨膜长3cm,并于内侧行部分骨皮质剥脱术,长2.6cm,厚1mm,不暴露骨髓腔.右侧为实验侧,以同法处理后,辅以钻孔达骨髓腔.术后3天及1、2、4、6、8周分别随机处死6只动物,取双侧胫骨,制作5μm厚的组织切片,进行BMP、TGF-βⅢ免疫组化染色.结果BMP、TGF-βⅢ免疫组化染色显示,对照侧染色阴性,始终无骨痂形成.实验侧术后3天染色呈阳性反应;术后1周内源性BMP、TGF-βⅢ浓度达高峰,成骨能力增强;术后6周阳性细胞消失,但随着骨重建过程增强,骨基质染色较深.结论骨损伤后内源性BMP、TGF-βⅢ呈阶段性分泌,且对骨损伤的修复起着重要作用.
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无名异冲剂在骨折愈合中对DNA和BMP含量影响的实验研究
目的探讨无名异冲剂治疗骨折的作用机理.方法新西兰家兔55只造成双侧桡骨3mm缺损的骨折后随机分为用药组和对照组,于术后1、2、3、4、5周取骨痂制成石蜡切片,以Feulgen反应和免疫组化技术分别显示DNA和BMP,进行图像定量分析.结果在骨折愈合过程中,骨痂中骨折修复细胞DNA指数和骨痂局部BMP含量的总体变化趋势两组相同;用药组第1、2周骨痂DNA指数和BMP含量明显高于同期的对照组(P＜0.01);用药组BMP高峰出现在第2周,对照组出现在第3周.结论无名剂冲剂能促进骨折修复细胞的增殖,增加成骨细胞的活性,诱导BMP合成,加速骨折愈合.
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骨形态发生蛋白治疗开放性胫骨骨折的Meta分析
目的:系统评价骨形态发生蛋白(BMP)治疗开放性胫骨骨折的疗效.方法:计算机检索Cochrane Library、PubMed、EMBASE、中国生物医学文献数据库、中国期刊全文数据库和维普数据库,并手工检索相关领域杂志.检索不受语种限制,时间均从建库至2012年4月,收集骨形态发生蛋白治疗开放性胫骨骨折的所有随机对照试验.根据Cochrane协作网推荐的“风险评估工具”进行偏倚风险评估,用RevMan 5.1软件进行统计学分析.结果:终纳入3个随机对照试验,共851例患者.研究结果显示:和对照组相比,BMP治疗开放性胫骨骨折未提高其骨折愈合率[RR=1.16,95％CI(0.95,1.41),P=0.15],但是可减少二次干预发生情况[RR=0.72,95％CI(0.58,0.89),P=0.003]；在不良事件发生率方面,BMP冶疗开放性胫骨骨折后发生感染[RR=1.31,95％CI(0.94,1.81),P=0.11]和疼痛的不良事件[RR=0.92,95％CI(0.79,1.08),P=0.30]与对照组差异无统计学意义.结论:骨形态发生蛋白治疗开放性胫骨骨折有一定的效果.由于纳入研究质量和病例数量的局限,上述结论尚需要更多高质量的随机对照试验进一步验证.
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不同剂量健腰密骨片对骨形成和小鼠骨髓间充质干细胞BMP-7、OC表达的影响
目的:研究健腰密骨片对骨形成及骨髓间充质干细胞(BMSCs)骨形态发生蛋白(BMP-7)、骨钙素(0C)表达的影响.方法:选取1月龄昆明小鼠60只,雌雄各半,按体质量随机分为健腰密骨片高、中、低剂量组,仙灵骨葆组,生理盐水组,灌胃8周后取材.用Micro-CT扫描分析L4腰椎,免疫组化染色观察不同剂量健腰密骨片对椎体BMP-7、OC表达的影响;分离培养获得各组小鼠原代BMSCs,利用碱性磷酸酶(ALP)染色、实时荧光定量RT-PCR法检测BMSCs成骨分化过程中BMP-7、OC的表达情况.结果:与生理盐水组比较,健腰密骨片高剂量组能够改善小鼠椎体三维结构,明显升高小鼠椎体骨密度(P＜0.05),增加椎体骨小梁数目和骨小梁厚度增加(P＜0.05),降低骨小梁分离度(P＜0.05),促进椎体BMP-7、OC蛋白的表达;健腰密骨片高剂量组能够明显促进BMSCs中ALP的表达,上调成骨基因BMP-7、OC mRNA的表达量,其中OC mRNA升高显著(P＜0.05).结论:健腰密骨片高剂量组能够明显提高小鼠椎体骨密度,促进BMSCs成骨分化,上调椎体和BMSCs成骨分化过程中BMP-7、OC表达,从而促进骨形成.
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寿胎丸对去势大鼠骨组织内BMP和TGF-β表达的影响
目的 观察寿胎丸对去势大鼠骨组织内骨形态发生蛋白(Bone Morphogenetic Protein,BMP)和转化生长因子-β(trans-forming growth factor-β,TGF-β)的影响.方法 40只雌性SD大鼠随机分为假手术组、模型组、寿胎丸组和戊酸雌二醇组,行双侧卵巢切除术,寿胎丸组予寿胎丸13.4 g/kg/d灌胃,戊酸雌二醇组予补佳乐0.104 mg/kg/d灌胃,假手术组与模型组予等量生理盐水灌胃.于术后12周处死动物,切取大鼠股骨标本分别检测股骨近端骨组织形态学、骨组织中BMP和TGF-β含量及相关调控基因的表达.结果 寿胎丸可明显改善卵巢切除所引起的骨组织微观结构的破坏.模型组骨组织中BMP2、BMP4和TGF-β含量明显低于假手术组(P＜0.05);与模型组相比,寿胎丸组BMP2、BMP4和TGF-β,戊酸雌二醇组BMP2的含量均明显增加(P.＜0.05).同时,模型组骨组织中,BMP2、BMP4和TGF-β的基因表达明显降低(P＜0.05);与模型组相比寿胎丸组BMP2、BMP4和TGF-β,戊酸雌二醇组BMP2相关调控基因的表达均明显增加(P＜0.05).结论 寿胎丸可明显改善卵巢切除引起的骨组织微观结构的破化,这可能与寿胎丸提高骨组织内BMP2、BMP4和TGF-β蛋白含量和相关调控基因的表达有关.
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补肾舒脊颗粒对人骨髓间充质干细胞BMP-4、Smad-4mRNA及蛋白表达的影响
目的 研究补肾舒脊颗粒对人骨髓间充质干细胞骨形态发生蛋白(BMP)通路BMP-4、Smad-4mRNA及蛋白表达的影响.方法 体外培养人骨髓间充质干细胞,并将其分为空白组、西药组、模型组、中药高剂量组、中药中剂量组、中药低剂量组,向成骨细胞诱导,干预28天后提取mRNA及蛋白,通过逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)和免疫印迹试验(Western blot)检测BMP-4、Smad-4 mRNA及其蛋白的表达.结果 (1) RT-PCR结果发现,与模型组比较,中药低剂量组BMP-4 mRNA表达水平降低(P＜0.05),中药中、高剂量组BMP-4、Smad-4 mRNA表达水平降低(P＜0.05).与西药组比较,中药低、中、高各剂量组BMP-4、Smad-4 mRNA水平均降低(P＜0.05).与中药低剂量组比较,中药中剂量组BMP-4 mRNA表达水平降低(P＜0.05),中药高剂量组BMP-4、Smad-4 mRNA表达水平降低(P＜0.05).(2) West-ern blot结果发现,与空白组比较,模型组BMP-4蛋白表达降低(P＜0.05);与模型组比较,西药组、中药低、中剂量组BMP-4、Smad-4蛋白表达均降低(P＜0.05);与西药组比较,中药中剂量组BMP-4、Smad-4蛋白表达水平降低(P＜0.05).结论 补肾舒脊颗粒可能通过BMP通路抑制BMP-4及Smad-4的表达,从而起到延缓强直性脊柱炎异位骨化的作用.其中中药低剂量组可以降低BMP-4表达水平,而中、高剂量组可以降低BMP-4、Smad-4表达水平.
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骨形态发生蛋白-4在体内外诱导成年大鼠脑神经干细胞向胆碱能细胞分化的效应
目的 了解骨形态发生蛋白4 (BMP4)是否具有诱导成年大鼠脑神经干细胞(NSCs)向胆碱能细胞分化的效应.方法 将从两月龄大鼠脑海马、纹状体等区域分离的细胞培养于含EGF、bFGF的DMEM/F12培养液中,在光镜下观察细胞的形态特征,并行Nestin细胞化学染色,24h后换成含有BMP4的培养液,培养8d时,行ChAT间接免疫荧光染色,在光镜下观察细胞形态的变化,并行FITC标记的流式细胞术检测NSCs分化.以脑立体定位术给成年大鼠右侧海马齿状回内注射BMP4或生理盐水0.5μL；14d后取大鼠脑组织切片,行ChAT免疫组织化学染色；以图像分析仪测量ChAT阳性细胞总面积.结果 分离出的大鼠脑海马、纹状体等区的细胞约48％为Nestin阳性的NSCs.培养8d时,光镜下见加BMP4组约34％的细胞呈神经元形态特征；间接免疫荧光染色见呈较强绿色荧光的ChAT阳性细胞较多；FITC标记流式细胞术检测到16％的细胞呈ChAT阳性.而未加BMP4组呈ChAT阳性的细胞约7％,明显少于加BMP4组,且荧光较弱.给大鼠海马齿状回区脑组织中注射BMP4后14d时,可见该区细胞出现较高的胆碱能表达.结论 BMP4可在体外培养及体内注射条件下诱导大鼠脑神经干细胞向胆碱能细胞分化.
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骨形态发生蛋白4对大鼠脑神经干细胞的胆碱能诱导分化效应
观察了骨形态发生蛋白4(BMP4)对原代分离培养的大鼠脑神经干细胞(NSC)的胆碱能诱导分化效应.将从2个月龄大鼠脑海马、纹状体等区域分离的细胞培养于含EGF和bFGF的DMEM/F12培养液中, 在光镜下观察细胞的形态特征, 并行神经巢蛋白(nestin)细胞化学染色.24h后, 改换成含有BMP4的培养液, 继续培养7或8天.在光镜下观察细胞的形态变化, 并行胆碱乙酰转移酶(choline acetyltransferase, ChAT)和nestin双标免疫细胞化学染色.结果表明, 加BMP4继续培养7或8天后,光镜下见有34%的培养细胞具有神经元的形态特征.用免疫细胞化学染色可见ChAT阳性的细胞与nestin阳性的细胞共存,其中ChAT阳性细胞占28%, nestin阳性细胞占38%.总之, 在培养液中加入BMP4, 可以诱导NSC分化成具有胆碱能特性的细胞.
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神经干细胞体外诱导分化为胆碱能神经细胞
本文观察骨形态发生蛋白4(BMP4)在体外对原代分离培养的大鼠脑神经干细胞(NSCs)的胆碱能诱导分化效应.将从两月龄大鼠脑海马、纹状体等区域分离的细胞, 培养于含EGF和bFGF的DMEM/F12培养液中, 在光镜下观察细胞的形态特征, 并行nestin免疫细胞化学染色.24h后, 一半细胞改换成含有BMP4的培养液培养作为实验组, 另一半细胞继续用原培养液培养作为对照组.在培养第8天, 采用间接免疫荧光染色, 观察培养细胞的胆碱乙酰转移酶(ChAT)抗原的表达.结果表明实验组呈ChAT阳性的细胞较多, 发出较强的绿色荧光, 具有神经元的形态特征;对照组呈ChAT阳性的细胞较少, 发出的荧光较弱.另外行FITC标记的流式细胞术, 检测NSCs的分化、结果表明实验组有16%的细胞呈ChAT阳性,而对照组只有约7%.由此认为BMP4具有诱导NSCs分化成具有胆碱能特性的细胞的功能.
