minTBP-1与RGD/IGF-1靶向融合蛋白促进2型糖尿病下种植体骨结合的研究

Nowadays,improving the osseointegration of dental implants in type 2 diabetic patients(T2DM) is urgent to be solved for dentists. Currently，The results reported in a more unified approach is that using insulin locally around plant at T2DM condition, which has definite therapeutic effect. But there is some discrepancy in osseointegration when compared with the normal conditions. This study aims to construct a bioactive surface on dental implants，which could not only improve the adherence of osteoblast to the implant through RGD, but also release IGF-1 locally for accelerating the differentiate of osteoblast and mineralization of bone matrix. The fusion protein could not only have highly affinity to titanium, but also retain the effect of IGF-1. The effect of this fusion protein on the adherence, differentiation of the osteoblasts and mineralization of the bone matrix under T2DM condition will be assessed by cell biology and molecular biology methods. By imaging and bone histomorphometry methods, the competence of osseointegration between bone and implant which decorated by the fusion protein was evaluated after implantation in T2DM animals.The fusion protein was expected to solve the problem of lacking osseoinduction ability of Ti implant under T2DM condition. And the technique would provide new ideas for the improvement of medical titanium implant.

提高2型糖尿病（T2DM）时种植体的骨结合率是口腔医学领域急待解决的难题。目前报道结果较统一的方法是局部使用胰岛素，疗效确切，但与正常条件相比种植体骨结合有一定差距。本项目针对T2DM，在纯钛表面构建既可通过精氨酸-丙氨酸-天门冬氨（RGD）增加成骨相关细胞粘附分化，又可局部释放胰岛素样生长因子（IGF-1）的生物活性钛表面。以纯钛高亲和的核酸适体minTBP-1为载体，通过蛋白重组技术，构建既可与纯钛高亲和，又可保持IGF-1、RGD活性的融合蛋白。从细胞学、组织形态学、分子生物学层面评估该融合蛋白在高糖条件下对成骨细胞粘附、分化、矿化等方面的影响。并在影像学和骨组织计量学层面对该融合蛋白修饰的纯钛种植体在T2DM动物模型中的骨结合能力进行评估。该融合蛋白修饰的种植体有望解决T2DM条件下种植体骨结强度不足的问题，为医用纯钛种植体的改进提供新思路。

提高 2 型糖尿病 （T2DM）种植体的骨结合率是口腔医学领域急待解决的难题。目前报道结果较统一的方法是局部使用胰岛素，疗效确切，但与正常条件相比种植体骨结合有一定差距。. 本项目针对 T2DM，在纯钛表面构建既可通过精氨酸-丙氨酸-天门冬氨（RGD）增加成骨相关细胞粘附分化，又可局部释放胰岛素样生长因子（IGF-1）的生物活性钛表面。以纯钛高亲和的核酸适体minTBP-1为载体，通过蛋白重组技术，构建既可与纯钛高亲和，又可保持 IGF-1、RGD 活性的融合蛋白。从细胞学、组织形态学、分子生物学层面评估该融合蛋白在高糖条件下对成骨细胞粘附、分化、矿化等方面的影响。并在影像学和骨组织计量学层面对该融合蛋白修饰的纯钛种植体在T2DM动物模型中的骨结合能力进行评估。. 通过数据库挖掘确定三种多肽/蛋白的氨基酸序列，生物信息学手段筛选连接肽，并进行融合蛋白一级、二级和三级结构的检测，swiss model检测融合蛋白的基本理化性质，在数据库中搜索模板，easy modeller4.0进行测量，verify3D打分并进行优化，最终得到2大类融合蛋白,采用固相多肽合成方法合成了目标融合蛋白。. RGD/IGF-1融合蛋白按不同浓度涂布在纯钛表面，发现浓度为0.1mg/ml时，T2Dm细胞的细胞核增殖基因PCNA的表达量最高，筛选出0.1mg/ml作为后续实验的最佳蛋白浓度。经融合蛋白修饰过的纯钛表面接触角小于未经修饰组，差异具有统计学意义。实时定量 PCR 和 Westernblot 定量分析成骨相关因子，如 Col-1、Osterix、RUNX2、ALP、OPG等与正常组相比表达量无显著性差异。. 成功建立T2DM实验动物模型。4周融合蛋白组大鼠种植体周围新生骨量较多且连续性较好，与种植体结合也较紧密。8周各组大鼠种植体周围骨组织形态整体趋势与4周时大致相同，但均较4周时骨量增多且成熟度更高。对BIC的统计学分析结果显示：在4周时糖尿病对照组种植体周围的 BIC显著低于正常对照组和融合蛋白组；术后8 周，正常对照组种植体周围及融合蛋白组BIC差异无统计学意义（P < 0.05）。. 该融合蛋白修饰的种植体有望解决T2DM条件下种植体骨结强度不足的问题，为医用种植体改进提供新思路。