骨形态发生蛋白-2和7联合基因修饰构建组织工程骨的实验研究

目的 探讨人工合成β-磷酸三钙(β-TCP)复合骨形态发生蛋白(BMP)-2与BMP-7联合基因修饰的大鼠脂肪来源干细胞(ADSCs)构建组织工程骨的可行性.方法 取SD大鼠ADSCs,传至第3代,随机分为4组:BMP-2组(Lv-BMP-2转染ADSCs),BMP-7组(Lv-BMP-7转染ADSCs),BMP-2+BMP-7组(Lv-BMP-2、Lv-BMP-7共转染ADSCs),对照组(未转染的ADSCs).以1×106/30 μL的密度接种于β-TCP,进行体外复合培养.采用碱性磷酸酶(ALP)定量检测细胞ALP活性,通过茜素红染色、荧光定量聚合酶链式反应检测复合物的成骨活性,并进行体内组织工程骨的研究. 结果 细胞接种后0～14d,4组细胞的DNA量变化趋势一致.与对照组相比,BMP-2组、BMP-7组和BMP-2+ BMP-7组复合物体外培养14 d后钙化结节的数目明显增多,其中BMP-2+ BMP-7组钙化结节数目最多,呈片状分布.BMP-2+ BMP-7组的ALP、骨桥蛋白(OPN)、骨钙素(OC)mRNA表达量及OPN、OC的蛋白表达量明显高于对照组、BMP-2组及BMP-7组,差异均有统计学意义(P＜0.05).体内成骨结果:术后6周X线片示BMP-2+ BMP-7组大鼠骨缺损基本愈合,而其他3组大鼠骨缺损未完全恢复;HE染色示BMP-2+BMP-7组产生了完整的皮层骨和骨髓,而其他3组仅产生了少量骨小梁、皮层骨及骨髓. 结论 联合应用BMP-2和BMP-7可明显促进组织工程骨的成骨效应,为应用骨组织工程技术修复骨缺损提供了初步实验依据.