" J$ V! Q8 i: U; u* w$ qBMP2是被公认最强的成骨诱导因子之一,是调控BMSCs向成骨方向定向分化的主要因子,而且已开始应用于临床[2]。但BMP2的制备过程复杂,产量低;活性不稳定,在体内环境代谢快,骨诱导时间短;作为外源性蛋白植入体内,用量大时可能会产生毒性反应,还可能引起免疫排斥反应[3];有报道致力于采用缓释技术来解决这些缺陷,然而支架材料中能否整合足够量的BMP2并持续稳定释放,而且BMP2对理化处理是高度敏感的,在支架材料中能否保持生物活性,成为难以解决的问题[4]。应用基因治疗技术可将成骨诱导因子的目的基因导入靶细胞,经过基因修饰的细胞可持续表达细胞因子,可在局部根据需要持续、稳定、靶向释放内源性细胞因子,促进成骨,并起到维持成骨细胞表型的作用,克服直接应用外源性细胞因子可能产生的上述缺点。0 f9 B. @. {- u, K
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重组复制缺陷型腺病毒因其毒性低、靶细胞范围广泛、转染率高、不与靶细胞发生基因整合等优点,成为基因治疗中常用的载体之一。本研究在重组缺陷型腺病毒载体介导下将BMP2基因导入BMSCs,与实验对照组比较,AdBMP2转染的BMSCs中BMP2基因在mRNA及蛋白水平呈高效表达,培养液中BMP2含量较高。而且观察到AdBMP2转染的BMSCs中ALP活性增强,OCN、Ⅰ型胶原呈阳性表达。ALP活性被认为是衡量BMSCs向成骨细胞方向分化程度和成骨细胞功能状态的一个重要指标[5]。Ⅰ型胶原蛋白主要由成熟的成骨细胞合成分泌,是成骨细胞的重要标志物之一[6]。OCN是骨代谢细胞分化成熟、处于功能状态的标志[7]。因此根据实验结果可以认为,BMP2基因修饰的BMSCs向成骨细胞表型分化,提示BMP2基因的转染使BMSCs高效表达、分泌的内源性BMP2,通过自分泌或旁分泌增强了自身的成骨活性。BMP2促进BMSCs向成骨细胞分化的机理还不十分清楚,目前认为BMP2并不直接作用于靶基因,而是通过BMP2、受体、信号途径和靶基因组成的一个较完整的信号系统发挥成骨诱导作用,BMP2处于系统的核心和启位点[8]。 ' \) Y% ^9 B; q R8 G; ?; Z1 W6 @1 q7 R; G& c8 s) F6 n8 K
细胞分化与增殖的矛盾是细胞生物学特征之一,即分化低的细胞增殖能力强,分化高的细胞增殖能力差。本实验观察到AdBMP2转染BMSCs促进了其向成骨细胞的定向分化,但通过流式细胞仪检测分析细胞周期的结果显示,AdBMP2转染的BMSCs的增殖能力并未受影响,与未转染细胞无差异,倒置显微镜观察细胞生长情况也证实了这一点。考虑除了与BMSCs强大的增殖能力有关外,可能还与BMP2对BMSCs增殖有促进作用有关。 3 T) h( Y* Q; f, M4 q$ m, m $ W9 w1 q# I( k9 H综上所述,采用基因技术,通过重组复制缺陷型腺病毒载体介导,可将BMP2基因高效导入BMSCs,基因转染的BMSCs不仅提供了内源性BMP2的局部来源,而且提供了BMP2自身效应的靶细胞,实现了向成骨细胞的定向分化并保持了强大的增殖能力,有望成为骨组织工程中比较理想的种子细胞。至于基因转染的BMSCs能否在局部根据需要持续、稳定释放内源性BMP2,植入体内的转归,以及腺病毒载体的安全性等问题尚需进一步研究。" H- }5 }- A; d+ Q) A3 y2 S
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