Wnt／LRP5/β-catenin信号通路对钙磷植入体骨整合的调控机制及靶向治疗

钙磷类或经钙磷表面改性的植入体是目前及今后研发骨、牙、关节等硬组织替代材料的主要趋势。在生理或病理状态下诱导钙磷植入体内部新骨形成、促进主体骨有效长入植入体形成良好的骨整合是亟待解决的课题。Wnt信号通路是骨骼系统生长发育和代谢相关疾病的研究热点。近年发现：Wnt与LRP5复合体调控经典的β-catenin信号通路,在MSCs骨向分化、成骨细胞增殖或凋亡，维持骨骼正常代谢中均起着关键调控作用。本课题将多孔nHA/PA66、HA表面喷涂的钛桩植入雌性及卵巢摘除的SD大鼠股骨，采用基因抑制消减、RNAi、RT-PCR、Westen blot等技术探索该通路中关键基因及蛋白的表达及其与成骨细胞增殖、分化、凋亡的对应关系，探索该通路对钙磷植入体骨整合的调控方式及作用环节。并针对关键环节进行细胞或分子靶向治疗，探索运用Wnt／LRP5/β-catenin通路调控和促进钙磷植入体骨整合的有效治疗模式。

临床上由创伤、炎症、肿瘤等因素所致的牙体、牙列缺损并伴有不同程度的骨量缺失极为常见和多发。骨组织自我修复能力有限，一旦缺损面积较大时往往无法自我修复，给患者带来如颌面部畸形、食物摄入困难等诸多痛苦和不便，严重影响患者生存质量 。传统的治疗方法是初次手术采取自体异位骨移植、异体骨移植等方法，该方法因移植骨可能发生免疫排斥、生物相容性差、供区损伤等，无法满足患者日益增长的时效性治疗要求。如何修复大面积颌骨骨段缺损、缩短临床愈合期是当前临床及实验研究都亟待解决的问题。而近年来，将外源性生物信号及功能性细胞复合生物支架材料模拟再现机体组织自我修复功能的方法为骨组织工程学的研究提供了新的思路。因此本研究探讨成骨、成软骨向诱导的MSCs与PVA/Gel-n-HA/PA6双层支架构建组织工程骨-软骨复合体异位成骨及修复兔膝关节软骨及软骨下骨缺损的可行性及其效果。.方法：1. BMSCs成骨向及软骨向诱导分化，通过茜素红染色、甲苯胺蓝染色和免疫组化col-I、II染色等进行分析鉴定。.2. DiI标记诱导后的MSCs，制备PVA/Gel-n-HA/PA6支架并与标记后的细胞复合培养，荧光倒置显微镜观察材料及细胞材料复合体的结构。.3. 制作兔肌袋模型，并植入细胞材料复合体，于植入后4、8周取材，Masson染色、RT-PCR检测异位形成骨、软骨组织。.4. 扫描电镜观察支架材料的微观结构，并制作兔膝关节关节软骨缺损模型，并植入细胞材料复合体,观察修复骨软骨缺损的能力。.5. 载有BMP-2/bFGF因子的异种电荷明胶微球的可注射复合体系的制备及因子体外释放。.6.BMSCs-n-HA/PU-BMP-2/bFGF-GMs复合体系植入SD大鼠股骨头内侧极限缺损内种植体周围骨缺损的成骨效果及种植体骨整合情况。.结果：1.BMSCs经成骨和成软骨诱导后明显表达成骨和成软骨表型。.2.荧光倒置显微镜观察显示细胞在PVA/Gel-n-HA/PA6支架内能够良好的贴附和增殖。.3. 体内动物试验证实经过成软骨诱导的BMSCs复合PVA/Gel-n-HA/PA6中PVA/Gel部分后可以形成软骨样组织;经过成骨诱导的BMSCs复合PVA/Gel-n-HA/PA6中n-HA/PA6部分支架后可以形成类似骨小梁的结构的骨样组织。