Wnt信号对BMPs诱导干细胞骨向分化的影响及机制研究

随着组织工程学技术的不断发展，利用该技术修复骨缺损、骨不连在临床上具有愈来愈广阔的前景。其中骨形态发生蛋白BMP诱导间充质干细胞的成骨分化是当今研究的热点，但是该过程受多种调控机制的影响。其中Wnt信号作为胚胎及器官发育的主要信号途径之一，参与并调控了BMP诱导的干细胞骨向分化过程。课题组前期实验发现，经典Wnt信号对BMP信号途径的骨向诱导过程发挥了正向促进作用，两者之间存在复杂的"串话"，然而其分子机制尚未完全阐明。本课题以BMP9诱导的间充质干细胞系C3H10T1/2体内外成骨分化模型为基础，通过重组腺病毒体系，从不同分子水平干预Wnt信号通路的活化水平，研究经典Wnt信号对BMP诱导干细胞骨向分化过程的影响。从而深入了解两信号系统之间的关系，骨形成的时空变化规律、干细胞分化过程增殖和分化的关系，为最终推动骨组织工程技术的发展及临床应用，尽早解决临床难题提供相关实验基础和理论依据。

骨组织工程在治疗骨不连、骨缺损等疾病中展现出良好的运用前景。骨形态发生蛋白9（BMP9）是BMPs家族中诱导间充质干细胞成骨分化活性最强的成员之一。本课题着重探讨经典的Wnt/β-catenin信号通路在BMP9诱导间充质干细胞成骨分化中的作用。研究证实Wnt3a在体内外均能增强BMP9诱导间充质干细胞成骨分化，而经典Wnt通路的胞外拮抗物Dkk1及下调β-catenin表达都能降低BMP9诱导的间充质干细胞早期和晚期成骨标志物的表达，并抑制BMP9诱导的间充质干细胞异位成骨及骨块成熟。同时，PCR和Western blotting的结果显示经典的Wnt信号增强BMP9诱导的成骨关键因子Runx2的表达。因此，我们推测经典Wnt信号通路促进了BMP9诱导的间充质干细胞成骨分化，而这一作用通过β-catenin和Runx2发挥。