BMP-4和BMP-6在小鼠胫骨牵引成骨过程中的表达

目的应用小鼠胫骨牵引成骨模型,分析骨形态形成蛋白(Bone Morphogenetic protein, BMP)在牵引成骨过程中的表达,探讨机械牵张力怎样转化成为生物信号以调控骨再生过程. 方法本研究采用8周龄雄性CD-1小鼠36只,所有小鼠接受左胫骨中上段骨干横行截骨,安置特制延长外固定架,胫骨牵引过程包括5 d静止期,12 d牵引期和70 d固塑期,牵引速率为0.1 mm/Bid, 共0.2 mm/d.术后于不同时间点分组杀取动物,采集左胫骨标本,分别作组织学检查, RT-PCR和免疫组织化学检测. 结果组织学检查显示静止期其修复过程基本与骨折愈合相似. 牵引期,被牵引骨痂显示三个典型的生物学功能区:纤维间区,初始骨基质前沿和微脊柱形成区.固塑期早期,牵引骨痂骨性愈合,第10周骨髓腔再通,新生骨再塑基本上完成.RT-PCR分析显示机械牵张力能提高BMP-4和BMP-6的表达,而BMP-7仅在牵引期后期和固塑期早期微弱表达.免疫生化检测表明BMP-4 在肥大软骨细胞和成熟的骨细胞中表达,而BMP-6在早期软骨细胞和成骨细胞中表达. 结论我们的实验结果显示牵引成骨是一种持续的骨再生过程,机械张力通过刺激局部生长因子(如BMP-4和BMP-6)的持续表达,维持骨痂的不断形成和再塑,以填充被逐渐延长的骨间隙.