神经肽Y、P物质在骨折愈合过程中的作用及其对BMSCs信号通路调控的机制研究

前期研究表明神经肽Y（NPY）、P物质（SP）是神经因素调控骨再生、骨代谢的重要介质，但其在骨折愈合不同阶段及其对骨髓基质干细胞（BMSCs）的调控作用机制仍远未明确。对此，本课题通过对大鼠骨折愈合不同阶段NPY、SP及其受体表达、分布的检测，分析对比其与骨折愈合的时空动态关系；对BMSCs成骨分化不同阶段NPY、SP受体的表达进行检测，探讨受体表达变化与成骨分化、分泌相关因子之间的时效、量效关系；检测NPY、SP作用BMSCs后Wnt通路相关蛋白及激酶激活的表达变化，筛选通路激活位点，探讨相关因素。从组织学、细胞学及信号转导三个层面，明确NPY、SP对 BMSCs的生物学调控作用及其与受体表达变化的关系，阐明其Wnt信号转导机制，揭示骨折愈合过程中NPY、SP的作用机理，为深入研究骨再生中神经生物学调节的分子机制奠定坚实基础，亦可为其在相关疾病治疗中的临床应用提供新的思路和实验依据。

成功检测到神经肽SP、NPY及其受体在大鼠骨折愈合不同阶段的表达及分布情况，骨折愈合过程中神经肽及其受体均有表达且具有时空分布特性。神经肽SP通过提高β-catenin蛋白、C-myc蛋白的表达可促进BMSCs的增殖，低浓度的SP明提高BMSCs和MC3T3-E1成骨分化标志物的表达，同时也能增加C-myc 基因、Lef1、cyclin D1基因、TCF7的表达。去血清诱导凋亡时，SP作用于成骨细胞系（BMSC、MC3T3-E1）细胞能降低细胞凋亡率。Western blot、免疫组化检测证实SP能够呈浓度及时间特异性促进成骨活性因子VEGF及BMP-2表达。NPY在体外可促进BMSCs成骨分化，BMSC成骨分化时NPY呈浓度特异性的提高BMP-2及VEGF的表达。NPY可促进BMSCs体外增殖增加细胞数量的同时，可抑制BMSCs的细胞凋亡。以上作用Wnt通路相关因子表达已呈升高趋势，Wnt通路拮抗剂及神经肽受体拮抗剂可阻断这一效应，Wnt通路与神经肽调控细胞生物学效应有一定相关性。神经肽CGRP作用于HUVECs能明显促进细胞增殖，其机制可能MAPK信号通路密切相关。因此从组织学、细胞学及信号通路三个层面，明确神经肽作用于成骨细胞系细胞和血管内皮细胞的生物学调控效应，从不同角度分析神经肽对组织工程骨骨再生起到的积极促进作用。