椎间盘内注射生长分化因子5及成骨蛋白1对椎间盘退变影响的研究进展

目的介绍生长分化因子5(growth differentiation factor5,GDF-5)、成骨蛋白1(osteogenic protein1,OP-1)在椎间盘退变中的研究进展及应用前景。方法广泛查阅国内外近年相关文献,并行综合分析。结果生长因子是治疗椎间盘退变潜力最大的一类蛋白质。体外研究表明,外源性GDF-5显著增加髓核和纤维环细胞的脱氧核糖核酸酶和蛋白聚糖的含量,GDF-5(200ng/mL)、OP-1明显刺激蛋白聚糖和胶原合成。体内研究表明,GDF-5(100μg)、OP-1(100μg混入10μL5%乳糖中)椎间盘内注射能促进椎间隙高度的恢复,增加MRI评分,组织学分级有统计学意义。结论重组人GDF-5、OP-1能有效刺激椎间盘细胞的新陈代谢、增加ECM合成,因此椎间盘内单一注射重组人GDF-5、OP-1对退变椎间盘具有可修复能力。单一外源性生长因子直接注射对延缓椎间盘退变显示出美好前景。

后外侧腰椎融合应用成骨蛋白1与同种自体骨的Meta分析

背景:如何提高腰椎融合术后腰椎融合率、降低并发症是骨科的一个重要课题。目的:通过检索和分析国内外相关文献,评价成骨蛋白1和同种自体骨在后外侧腰椎融合术中的有效性和安全性。方法:计算机检索Pubmed和Embase等数据库并结合手工检索,按照既定的纳入和排除标准查找有关成骨蛋白1和同种自体骨应用于后外侧腰椎融合术方面的相关文献。比较两种不同材料在未融合率、手术时间、出血量、住院天数等方面的差异,对部分数据通过Meta分析方法进行处理,估计结局指标的比值比(OR)及95%可信区间(CI)。结果与结论:纳入4篇文献,共4项随机对照试验,109例患者,使用成骨蛋白1融合的61例,使用同种自体骨融合的48例。研究结果提示使用成骨蛋白1未融合率[OR=1.16,95%CI(0.44,3.07)]、手术时间、术中出血量、平均住院天数、再手术率、Oswestry功能障碍指数与使用同种自体骨比较,差异无显著性意义(P>0.05),且纳入的研究均无内植物相关性不良事件的发生。说明成骨蛋白1作为一种安全的骨材料在后外侧腰椎融合术中可能是一种有效的融合物替代品,其主要优势在于避免了髂骨取骨相关并发症的发生,同时满足了融合术对骨量的要求。由于纳入研究较少,需要进一步多中心、大样本的随机对照试验去验证。

成骨蛋白1在椎间盘退变和修复中的作用

背景:椎间盘的再生修复是当前骨科疾病治疗所面临的一个难题,而成骨蛋白1具有强大的骨诱导活性,能够在体内诱导骨和软骨形成。目的:总结并讨论成骨蛋白1在椎间盘退变和修复中的作用。方法:由第一作者用计算机检索中国期刊全文数据库(CNKI:1990/2010)和Pubmed数据库(1990/2010),检索词分别为"椎间盘,退变,成骨蛋白1/骨形态发生蛋白7"和"intervertebral disc,degeneration,osteogenic protein-1/bone morphogenic protein-7"语言分别设定为中文和英文。从体外和体内两方面对成骨蛋白1对椎间盘细胞及其退变的影响进行介绍。结果与结论:共检索到56篇文章,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入27篇文章。结果表明成骨蛋白1具有促进细胞合成蛋白多糖和胶原的作用,可调节和恢复椎间盘退变中细胞外的基质代谢,可有效延缓椎间盘退变。

纳米羟基磷灰石纤维蛋白凝胶复合重组人成骨蛋白1修复骨缺损

背景:纳米级的羟基磷灰石纤维蛋白凝胶材料与人体内组织成分更为相似,具有良好的生物与力学性能,但缺乏骨诱导作用。目的:观察纳米羟基磷灰石纤维蛋白凝胶/重组人成骨蛋白1复合人工骨的骨缺损修复能力。方法:制备新西兰大白兔单侧桡骨缺损模型后,以数字表法随机分为3组,分别植入不同材料行骨缺损修复:纳米羟基磷灰石纤维蛋白凝胶/重组人成骨蛋白1人工骨组、纳米羟基磷灰石/纤维蛋白凝胶组、空白对照组(未植入任何材料)。术后4,8,12周行大体标本观察、X射线、扫描电镜、放射性核素骨扫描及生物力学测试,比较各组材料修复骨缺损的能力。结果与结论:术后4,8,12周,纳米羟基磷灰石纤维蛋白凝胶/重组人成骨蛋白1人工骨组X射线评分、成骨效果、放射性核素聚集强度、生物力学强度均高于纳米羟基磷灰石/纤维蛋白凝胶组(P < 0.05)。空白对照组骨缺损区无骨性连接,骨端硬化,骨缺损未能修复。说明纳米羟基磷灰石纤维蛋白凝胶/重组人成骨蛋白1复合人工骨具有良好的骨缺损修复能力,有望成为一种理想的骨缺损修复材料。

壳聚糖支架复合重组人成骨蛋白1对体外培养兔髓核和纤维环细胞蛋白聚糖合成的影响

背景:成骨蛋白1有效刺激软骨细胞蛋白聚糖和胶原蛋白合成已被证实,椎间盘内注射成骨蛋白1可增加椎间盘高度也在动物模型中得到证实。目的:体外评价重组人成骨蛋白1对培养于壳聚糖凝胶中的兔椎间盘细胞增殖和蛋白聚糖合成的作用。设计、时间及地点:成组设计,实验于2007-08/2008-02在北京军区总医院骨科实验室完成。材料:清洁级4月龄日本大耳兔5只。重组人成骨蛋白1为Sigma分装。医用级壳聚糖,脱乙酰度95.11%,黏度155mPa.s,Mr870000,由北京纵横洋洲医药生物科技有限公司提供。方法:无菌条件下取日本大耳兔椎间盘10个,分离其髓核和纤维环细胞并接种于自制壳聚糖凝胶支架,在培养液中加入重组人成骨蛋白1,并分为3组:对照组(无重组人成骨蛋白1)、100μg/L重组人成骨蛋白1组、200μg/L重组人成骨蛋白1组。主要观察指标:培养7,14,21d时对培养物DNA含量、蛋白聚糖合成量(35SO42-摄入量、硫酸盐黏多糖含量)进行检测。结果:100,200μg/L重组人成骨蛋白1组的DNA含量没有减少,对照组DNA含量逐渐下降。100,200μg/L重组人成骨蛋白1组蛋白聚糖合成量明显高于对照组,200μg/L重组人成骨蛋白1组升高更为显著。100,200μg/L重组人成骨蛋白1组在3个时间点均呈现上升趋势,培养14d和21d的差异有显著性意义(P<0.001)。结论:重组人成骨蛋白1可有效促进体外培养的兔髓核和纤维环细胞增殖及蛋白聚糖合成。

人成骨蛋白-1成熟肽基因5’端的修饰及其在大肠杆菌中的表达

目的：对人成骨蛋白－１（ＯＰ－１）成熟肽基因进行修饰、克隆并在大肠杆菌中表达、检测，为ＯＰ－１的进一步纯化、复性、诱骨活性的研究以及未来的临床应用奠定基础。方法：在不改变氨基酸的前提下，用ＰＣＲ的方法对ＯＰ－１的成熟肽Ｎ端序列加以修饰，将编码成熟肽的ｃＤＮＡ３’端０．４２ｋｂ基因片段克隆于温控型大肠杆菌表达载体ｐＢＶ２２０，受控于ＰＬＰＲ启动子。重组子以大肠杆菌ＤＨ５α为宿主细胞进行温度诱导表达。用鼠抗牛天然ＢＭＰｓ单抗对表达产物进行ＥＬＩＳＡ检测和ＷｅｓｔｅｒｎＢｌｏｔｉｎｇ确证。结果：工程菌经４２℃、５ｈ诱导后，在ＳＤＳ－ＰＡＧＥ上出现一条新的蛋白带，分子量在１．６×１０４ｕ左右，约占菌体总蛋白的１９．８％。主要以包涵体形式存在的表达产物经初步纯化后，可获得纯度较高的重组人成骨蛋白－１成熟肽（ｒｈＯＰ－１）。表达产物的ＥＬＩＳＡ检测和ＷｅｓｔｅｒｎＢｌｏｔｎｇ确证确均呈阳性反应。结论：表达产物即为目的蛋白，使ｈＯＰ－１成熟肽基因５’端的修饰及其在大肠杆菌中的表达在国内第一次获得成功。

人成骨蛋白-1成熟肽在大肠杆菌中的克隆、表达和诱骨活性测定

目的扩增、克隆人成骨蛋白1(humanosteogenicprotein1,hOP1)成熟肽cDNA基因,并利用大肠杆菌表达hOP1成熟肽。方法PCR扩增hOP1成熟肽cDNA基因,将其克隆入受控于含有PRPL启动子的温控型大肠杆菌表达载体pDH,构建成的重组质粒pDOPm以大肠杆菌DH5α为宿主菌进行温度诱导表达,表达产物纯化和复性后,以小鼠肌袋模型检测诱骨活性。结果扩增得到hOP1成熟肽基因;含重组质粒pDOPm的工程菌经42℃诱导后在SDSPAGE上出现一条新蛋白条带,分子量约为16ku,表达量占菌体总蛋白的21%,以包涵体形式存在,经纯化和复性处理,得到纯度高于85%、具有良好异位诱导成骨活性的hOP1成熟肽。结论成功克隆出hOP1成熟肽基因,并在大肠杆菌中得到高效表达,复性后具有诱骨活性。

重组人成骨蛋白-1的纯化及其生物学活性研究

目的 获得高纯度的重组人成骨蛋白-1（rhOP-1），探讨大肠杆菌表达rhOP-1的生物学活性。方法 表达rhOP-1工程菌经发酵后，裂菌、提取包涵体，层析法纯化蛋白并逐步降低尿素浓度透析复性。采用改良MTT法检测rhOP-1对NIH3T3细胞增殖和对硝基苯酚法（PNPP）检测rhOP-1对细胞碱性磷酸酶（ALP）活性的影响，同时在体内通过小鼠肌袋埋植实验测定rhOP-1活性。结果 经纯化的rhOP-1纯度可达98％。体外rhOP-1浓度在0．06～6μg／ml可明显促进细胞生长和ALP活性；体内rhOP-1埋植剂植入小鼠肌间隙2周后，可明显提高体内钙含量，且成骨趋势明显。结论 原核表达的rhOP-1具有良好的生物学活性。

成骨蛋白-1对髓核抽吸术后兔腰椎间盘影像学改变的影响

目的:观察成骨蛋白-1(osteogenic protein-1,OP-1)对髓核抽吸术后椎间盘影像学改变的影响。方法:32只日本大耳白兔随机分成2周、4周、8周、12周4组,所有兔子用21号针头行L3/4椎间盘后外侧穿刺,抽吸出部分髓核组织,用微量注射器注射OP-125μl作为实验组(OP-1组),行L1/2椎间盘穿刺抽吸部分髓核组织并注射25μl生理盐水作为对照组(Saline组),术后2周、4周、8周、12周时按照分组取8只兔子行腰椎侧位X线摄片检查,测量施术椎间隙高度并计算椎间盘高度指数(DHI),行正中矢状位MRI检查,观察T2加权信号强度改变。结果:X线检查结果表明,OP-1组及Saline组术后2周、4周、8周、12周椎间盘高度呈降低趋势,但OP-1组较Saline组高度降低缓慢,各时间点两组DHI差异显著(P<0.05);MRI检查结果表明,OP-1组椎间盘术后2周、4周、8周、12周的髓核信号强度均较同期的Saline组椎间盘髓核信号强度高,二者Thompson评分结果差异显著(P<0.05)。结论:OP-1能延缓后外侧纤维环穿刺髓核抽吸术后兔椎间盘X线高度的降低和MRI T2加权信号强度的减低。

成骨蛋白-1对髓核抽吸术后兔腰椎间盘组织病理变化的影响

目的:观察成骨蛋白-1(osteogenic protein-1,OP-1)对髓核抽吸术后兔椎间盘组织病理变化的影响。方法:32只日本大耳白兔,用21号针头行L1/2、L3/4椎间盘后外侧穿刺,抽吸出部分髓核组织,L3/4用微量注射器注射OP-1 25μl作为实验椎间盘(OP-1组),L1/2注射25μl生理盐水作为对照椎间盘(Saline组),L2/3作为正常对照椎间盘(正常组),术后2周、4周、8周、12周分别随机处死8只兔,每只取L1/2、L2/3和L3/4椎间盘,切片,行Masson染色,观察椎间盘组织病理学变化情况。结果:正常对照组椎间盘髓核组织胶原稀疏、排列有序,细胞可呈岛状分布,纤维环胶原纤维排列整齐,无扭曲及无分层现象,术后2周、4周、8周、12周椎间盘组织病理变化不明显。Saline组椎间盘术后2周时髓核部分缺失,胶原排列紊乱,出现大量分布不均匀的无定型颗粒;术后4周髓核组织裂隙形成,出现较多的类软骨细胞,胶原纤维扭曲严重;术后8周髓核组织广泛裂隙,胶原排列极其紊乱,出现介于类软骨细胞及纤维细胞之间的细胞,较明显的分层裂隙,胶原纤维极度扭曲,部分断裂;术后12周凝胶状髓核组织呈现明显纤维化,髓核内出现较多纤维样细胞,类软骨细胞数量明显减少,纤维环出现巨大分层裂隙,伴有部分纤维环断裂。OP-1组椎间盘术后2周髓核胶原排列尚有序,髓核细胞仍较多,纤维环形态接近正常;术后4周髓核组织轻微裂隙,胶原排列紊乱,髓核细胞减少,出现类软骨细胞,内层纤维环胶原纤维轻度扭曲;术后8周髓核组织较多裂隙,胶原扭曲,类软骨细胞增多,内层纤维环胶原纤维明显扭曲,排列紊乱;术后12周时类软骨细胞仍较多,出现少量介于类软骨细胞与纤维细胞之间的细胞,全层纤维环胶原纤维扭曲,排列紊乱,但外层纤维环仍完整,纤维环无巨大裂隙出现。结论:OP-1能延缓后外侧纤维环穿刺髓核抽吸术后兔腰椎间盘髓核细胞及纤维环的退变。

高效的骨诱导生长因子——成骨蛋白-1

成骨蛋白１（ＯＰ１）又称骨形态发生蛋白７（ＢＭＰ７），属转化生长因子β（ＴＧＦβ）超家族成员．重组人ＯＰ１（ｒｈＯＰ１）在体内和体外都显示了高效的骨诱导活性，可使多种实验动物的骨缺损满意愈合。

重组成骨蛋白-1在钛合金微粒环境下对MC3T3-E1成骨细胞增殖、分化、矿化的影响

目的在钛-6铝-4钒(Ti-6Al-4V)合金微粒环境下观察重组成骨蛋白-1(recombinant OP-1,r OP-1)对成骨细胞的影响,为防治关节假体无菌性松动提供新的治疗途径。方法根据小鼠颅顶骨前成骨细胞亚克隆14(MC3T3-E1)中是否加入Ti-6Al-4V微粒和r OP-1,分为微粒组(5、10、15μg/m L Ti-6Al-4V)、处理组(微粒组加入200 ng/m L r OP-1)、阳性组(加入200ng/m L r OP-1)和对照组,检测各组24、72、120 h MC3T3-E1细胞增殖能力、72 h碱性磷酸酶(akaline phosphatase,AKP)、骨钙素(osteocalcin,OCN)和骨桥蛋白(osteopontin,OPN)mRNA的表达,及120 h成骨细胞的矿化能力。结果 1r OP-1无促进Ti-6Al-4V微粒环境下成骨细胞增殖能力,与微粒组比较,差异无统计学意义(P>0.05);2r OP-1可提高成骨细胞分化,与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05);同时逆转Ti-6Al-4V微粒抑制成骨细胞分化,与微粒组比较差异有统计学意义(P<0.05);3茜素红S染色后Ti-6Al-4V微粒钙结节数量随着浓度增加逐渐降低,和微粒组比较,加入r OP-1后钙结节数量呈增多趋势。结论 Ti-6Al-4V微粒环境下,r OP-1无提高成骨细胞增殖能力,能提高细胞分化矿化能力,r OP-1可以作为潜在治疗关节假体无菌性松动一种方法。

高效的骨诱导生长因子──成骨蛋白-1

成骨蛋白－１（ＯＰ－１）是９０年代发现的一种成骨能力最强的骨形成蛋白。重组人ＯＰ－１（ｒｈＯＰ－１）在体内和体外都显示了高效的骨诱导活性，可使多种实验动物的骨缺损愈合。综述了ＯＰ－１的分子生物学、成骨活性机制及临床应用前景。

大肠杆菌表达的成骨蛋白-1的复性研究

带有rhOP 1 pBV221 的E.coli表达得到的rhOP 1以不溶的包涵体形式存在,用高浓度的变性剂溶解后,经过DEAE FF纯化,得到高纯度的目的蛋白。利用各种不同方法对蛋白质进行复性,并对复性结果进行比较,发现添加氧化还原剂最有助于二聚体的形成,这是由蛋白质分子的结构和理化性质决定的。

不同载体对重组人成骨蛋白-1骨诱导活性的影响(英文)

背景:重组人成骨蛋白-1(rhOP-1)的载体目前仅限于胶原,不同载体对其骨诱导活性的影响还未被证实。目的:通过不同材料作为rhOP-1载体的异位骨诱导活性的比较研究,筛选一种较为理想的载体材料。设计:完全随机、自身和相互对照研究。地点和对象:实验在本中心动物实验室完成,实验对象为96只雄性昆明种小鼠。干预:将rhOP-1分别与无活性脱钙骨基质(DBM)、羟基磷灰石(HA)、3种α-聚酯类(PLA,PLA-PEG,PLGA)复合,植入小鼠股部内侧肌间隙,3周后取材,比较5种载体对rhOP-1骨诱导活性的影响。主要观察指标:通过组织学检查、碱性磷酸酶(ALP)及钙含量的测定比较新骨的成熟度和成骨率。结果:rhOP-1/DBM(A)组、单独植入rhOP-1(F)组和真核表达OP-1注入(对照Ⅵ)组均有骨组织生成。A组可见大量骨小梁、骨髓腔和板层骨,血管和骨髓丰富;F组出现编织骨;对照组Ⅵ见成熟的致密骨组织;其余4组复合组可见间充质细胞增生,未见骨组织;载体部分吸收。ALP水平和Ca含量,各复合组均高于对照组,A组高于其他复合组(F=6.250,P<0.05);F组与对照Ⅵ差异无显著性意义(F=2.704,P>0.05);除rhOP-1/DBM组以外,其他各复合组与F组之间差异均无显著性意义(F=0.590,P>0.05)。结论:DBM为rhOP-1的良好载体;DBM/rhOP-1对临床上促进骨缺损的修复是十分有利的?

成骨蛋白-1应用于关节软骨的研究现状

成骨蛋白-1具有多种生物功能,并对成骨蛋白关节软骨的缺损具有良好的修复作用。本文就此方面的内容进行了综述。

重组人成骨蛋白-1复性条件的优化

目的优化重组人成骨蛋白-1(rhOP-1)包涵体蛋白的复性条件。方法将表达rhOP-1的大肠杆菌菌体在冰浴下超声裂解,分离提取包涵体,用8mol/L尿素溶解,纯化后进行梯度透析复性。利用TotalLab软件分析目的蛋白二聚体的含量,用体内法和体外法测定其生物学活性。结果经纯化后,目的蛋白纯度达97%以上。最佳复性条件为4℃,pH9.0,蛋白浓度为0.4～0.8mg/ml,尿素浓度为2mol/L,L-Arg浓度为0.4mol/L;目的蛋白复性率达75%以上,复性后蛋白具有较高的生物学活性。结论已确定了rhOP-1包涵体梯度透析复性的最佳条件。

成骨蛋白-1在人牙髓组织中的表达研究

目的:探讨成骨蛋白-1在正常人牙髓组织中的免疫定位、分布规律。方法:采用免疫组织化学技术,检测正常人牙髓组织中成骨蛋白-1表达。结果:正常人牙髓组织中成牙本质细胞成骨蛋白-1呈强阳性染色,毛细血管内皮细胞呈阳性表达,邻近成牙本质细胞的少数牙髓细胞可见阳性染色。结论:成骨蛋白-1参与成牙本质细胞的合成和分泌,在诱导新生牙本质样细胞形成和分化过程中可能起重要作用。

成骨蛋白-1在腰椎融合术中应用的实验研究

目的:探讨成骨蛋白-1(OP-1)在脊柱融合术中的作用。方法:选用12只成年猕猴接受腰椎融合术,实验组、对照组分别采用OP-1加自体骨、单纯自体骨植骨。术后当日和术后4、8、12、16、20周分别拍腰椎正位片,观察植骨生长的情况。术后12周和20周分批处死动物,取脊柱标本进行生物力学和组织学研究。结果:术后第12周X线检查发现,OP-1组中,3只猕猴获双侧牢固融合,2只单侧牢固融合,1只部分融合;对照组只有1只获单侧牢固融合。实验组的植骨融合效果明显优于对照组,而且融合时间也明显提前,但两组的扭转刚度无显著性差异(P>0.05)。组织形态学评估发现,实验组的总平均成骨值为0.87±0.10,对照组为0.45±0.20,两组的成骨值有显著性差异(P<0.01),实验组的成骨活性明显高于对照组。结论:在无脊柱内固定的条件下,OP-1对脊柱后外侧融合具有显著的促进作用,可提高融合效率,缩短融合时间。