内皮细胞特异性骨形态发生蛋白2对血管新生的影响:生物信息学分析和实验验证

背景:血管新生是心血管疾病的主要干预靶点,骨形态发生蛋白2具有调控血管新生作用,但内皮细胞特异性骨形态发生蛋白2对血管新生的调控作用不清楚。目的:探讨内皮细胞特异性骨形态发生蛋白2对血管新生的影响。方法:(1)生物信息学分析:通过Panglao DB公共基因表达数据库单细胞转录组荟萃分析观察骨形态发生蛋白2细胞群表达丰度和定位。血管新生小鼠和内皮(心内膜)过表达骨形态发生蛋白2小鼠转录组测序数据集探索内皮细胞骨形态发生蛋白2对血管新生信号通路的调控作用。(2)体内实验验证:建立小鼠后肢缺血模型,对比模型小鼠患侧与健侧缺血后肢7,14和21 d血流灌注情况,免疫荧光和免疫组织化学染色评估小鼠骨形态发生蛋白2和CD31的表达定位情况。(3)体外实验验证:体外培养人脐静脉内皮细胞,分为对照组、缺氧组和骨形态发生蛋白2抑制剂(Noggin蛋白)干预组,培养24 h,观察各组内皮细胞血管新生情况。结果与结论:(1)内皮细胞是表达骨形态发生蛋白2的重要细胞亚群,在血管新生内皮细胞和骨形态发生蛋白2过表达内皮细胞转录组再分析均发现骨形态发生蛋白2表达明显升高,血管新生通路明显激活。(2)缺血7 d小鼠新生血管周围骨形态发生蛋白2阳性血管明显增加(P<0.05),缺血2周骨形态发生蛋白2阳性血管明显减少(P<0.001)。(3)体外培养人脐静脉内皮细胞,缺氧干预后,内皮细胞迁移能力和血管出芽明显增加,血管新生因子血管内皮生长因子和血小板衍生生长因子的表达明显升高,Noggin明显减少了缺氧诱导的内皮细胞血管新生(P<0.001),并下调血管内皮生长因子和血小板衍生生长因子的表达(P<0.01)。(4)结果证实,内皮细胞特异性骨形态发生蛋白2具有调控血管新生作用,靶向性内皮细胞骨形态发生蛋白2可望改善血管新生。

脂肪间充质干细胞过表达骨形态发生蛋白2促进骨质疏松大鼠牙槽骨缺损修复

背景:颌骨在骨质疏松症中最容易受累,脂肪间充质干细胞和骨形态发生蛋白2具有促进骨质疏松症骨再生的效果,然而骨形态发生蛋白2修饰的脂肪间充质干细胞对骨质疏松症牙槽骨缺损的修复作用鲜有报道。目的:探究过表达骨形态发生蛋白2的脂肪间充质干细胞对骨质疏松大鼠牙槽骨缺损的修复作用。方法:①将过表达骨形态发生蛋白2基因的慢病毒感染大鼠脂肪间充质干细胞,通过检测绿色荧光蛋白和骨形态发生蛋白2表达进行鉴定;②切除卵巢建立骨质疏松大鼠模型,于上颌两侧第一磨牙位置制备3 mm×3 mm×3 mm的圆柱形缺损;③假手术组和骨质疏松组大鼠植入明胶海绵,脂肪间充质干细胞组植入空载体慢病毒感染的脂肪间充质干细胞与明胶海绵复合体,过表达骨形态发生蛋白2的脂肪间充质干细胞组植入过表达骨形态发生蛋白2的脂肪间充质干细胞与明胶海绵复合体,1个月后进行相关指标检测。结果与结论:①脂肪间充质干细胞组和过表达骨形态发生蛋白2的脂肪间充质干细胞组转染效率均达到70%以上;与脂肪间充质干细胞组相比,过表达骨形态发生蛋白2的脂肪间充质干细胞组骨形态发生蛋白2蛋白表达水平明显升高(P<0.05);②假手术组骨缺损区可见大量新骨生成;与假手术组相比,骨质疏松组有少量新骨生成,新骨面积明显减小,碱性磷酸酶、骨钙素及骨形态发生蛋白2 mRNA和蛋白水平明显降低;与骨质疏松组相比,脂肪间充质干细胞组和过表达骨形态发生蛋白2的脂肪间充质干细胞组有大量新骨生成,新骨面积明显增加,碱性磷酸酶、骨钙素及骨形态发生蛋白2 mRNA和蛋白水平明显升高,且过表达骨形态发生蛋白2的脂肪间充质干细胞组优于脂肪间充质干细胞组(均P<0.05);③结果表明,骨形态发生蛋白2在骨质疏松大鼠牙槽骨表达较少,过表达骨形态发生蛋白2的脂肪间充质干细胞能够促进骨质疏松大鼠牙槽骨缺损的成骨再生。

血管内皮生长因子165/骨形态发生蛋白改善缺氧复氧状态下成骨细胞损伤

背景:研究发现,血管内皮生长因子165和骨形态发生蛋白两种因子在缺氧复氧过程中相互作用,通过调节细胞内信号通路的活化,参与骨细胞损伤的修复过程。目的:进一步探究血管内皮生长因子165/骨形态发生蛋白与缺氧复氧成骨细胞损伤的关系分析。方法:取成骨细胞,建立缺氧复氧损伤模型,建模前后Real-Time PCR法和免疫印迹法检测血管内皮生长因子165、骨形态发生蛋白2的mRNA及蛋白表达。分别给予建模后成骨细胞不同质量浓度(10,20,40ng/mL)血管内皮生长因子165或骨形态发生蛋白2处理12,24,36,48,72 h,CCK-8法检测细胞增殖,DAPI检测细胞凋亡。结果与结论:(1)与建模前相比,建模后成骨细胞中血管内皮生长因子165、骨形态发生蛋白2的mRNA和蛋白表达量显著降低(P<0.05);(2)成骨细胞增殖率随着血管内皮生长因子165质量浓度的升高而明显升高(P<0.05);成骨细胞凋亡率随着血管内皮生长因子165质量浓度的升高而明显降低(P<0.05);(3)成骨细胞增殖率随着骨形态发生蛋白2质量浓度的升高而明显升高(P<0.05);成骨细胞凋亡率随着骨形态发生蛋白质量浓度的升高而明显降低(P<0.05);(4)结果表明,血管内皮生长因子165、骨形态发生蛋白在缺氧复氧成骨细胞损伤中低表达,给予血管内皮生长因子165、骨形态发生蛋白处理后缺氧复氧成骨细胞损伤明显降低,且呈浓度依赖性,提示血管内皮生长因子、骨形态发生蛋白对缺氧复氧成骨细胞损伤有明显保护作用。

动脉阻塞性疾病患者血浆骨形态发生蛋白-4的表达变化及其与炎症和血管损伤的相关性

目的:骨形态发生蛋白-4(bone morphogenentic protein-4,BMP4)在动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)的病理过程中具有重要调节作用,但相关的临床研究较少。本研究拟观察以AS为主要病理特点的动脉阻塞性疾病(arterial occlusive disease,ACD)患者血浆BMP4的表达情况,并分析血浆中BMP4与炎症因子和血管损伤标志物之间的相关性。方法:共招募38名诊断为ACD的患者(ACD组)和38名体检志愿者(对照组),抽取ACD组患者术前和对照组体检时的静脉血,比较2组血常规指标的差异。采用酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测血浆中BMP4、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素(interleukin,IL)-1β、IL-10及血管内皮钙黏蛋白(vascular endothelial cadherin,VE-cadherin)的表达变化,并进一步分析BMP4与以上各指标之间的相关性。结果:与对照组相比,ACD组患者血常规结果表现为中性粒细胞-淋巴细胞比值[neutrophil to lymphocyte ratio,NLR;1.63(1.26,1.91)vs 3.43(2.16,6.61)]和血小板-淋巴细胞比值[platelet to lymphocyte ratio,PLR;6.37(5.26,7.74)vs 15.79(7.97,20.53)]升高、淋巴细胞-单核细胞比值[lymphocyte to monocyte ratio,LMR;5.67(4.41,7.14)vs3.43(2.07,3.74)]下降(均P<0.05);ACD组患者血浆BMP4[581.26(389.85,735.64)pg/mL vs 653.97(510.95,890.43)pg/mL]、TNF-α[254.16(182.96,340.70)pg/mLvs293.29(238.90,383.44)pg/mL]及内皮标志物VE-cadherin[1.54(1.08,2.13)ng/mL vs 1.85(1.30,2.54)ng/mL]的水平均显著升高,而抗炎因子IL-10的水平显著下降[175.89(118.39,219.25)pg/mLvs135.92(95.80,178.04)pg/mL](均P<0.05)。2组间促炎因子IL-1β的差异无统计学意义[300.39(205.39,403.56)pg/mL vs 378.46(243.20,448.69)pg/mL;P=0.09]。相关分析结果表明:血浆BMP4水平与促炎因子IL-1β(r=0.35)、TNF-α(r=0.31)以及内皮标志物VE-cadherin(r=0.47)呈正相关,与抗炎因子IL-10呈负相关(r=-0.37;均P<0.01)。结论:ACD患者血浆BMP4的水平升高,且与患者的炎症水平和血管损伤程度具有相关性。

绵羊骨形态发生蛋白受体-1B基因研究进展

绵羊繁殖性能在绵羊产业中有着重要意义,除通过一些技术手段(如同期发情、人工授精、超数排卵等)之外,在目前已知的关于能够提高绵羊繁殖力的16个基因共20个突变体当中,以骨形态发生蛋白受体-1B(bone morphogenetic protein receptor type-1B,BMPR-1B)基因对绵羊繁殖力的影响最大。BMPR-1B基因是世界上第一个被发现的多羔主效基因,其编码区的A746G突变导致蛋白质序列中第249位的谷氨酰胺被置换为精氨酸(Q249R),最终能够引起绵羊排卵数和产羔数增加。作者介绍了绵羊多羔主效基因BMPR-1B及其突变体FecB(A746G)的发现与结构,简述了该基因分子方面的作用机理,对BMP/Smad信号通路的调控以及与绵羊繁殖之间的联系,并简单分析了FecB突变后对绵羊卵巢、卵泡等组织细胞功能,激素调节和相关基因表达的影响。进一步加深对BMPR-1B基因的了解,为研究人员探明该基因诱使绵羊等动物提高产羔数的调控机制,相关配体、调控因子和上下游信号蛋白的影响以及加快哺乳动物高效育种繁殖、扩大种群规模和多胎品系的建立,增加养殖人员的经济收入等提供一些参考和帮助。

骨形态发生蛋白7通过下调Ajuba减轻糖尿病肾病大鼠肾纤维化

目的:探讨在糖尿病肾病(DKD)大鼠模型中,骨形态发生蛋白7(BMP7)是否通过下调Ajuba水平,降低Yes相关蛋白1(YAP1)的表达,进而减轻细胞外基质(ECM)沉积从而减轻DKD大鼠肾组织纤维化程度。方法:18只SD大鼠随机分为正常对照组(NC组)、糖尿病组(DM组)和DM+过表达BMP7腺相关病毒组(DM+rAAVBMP7组),每组6只。采用尾静脉注射55 mg/kg链脲佐菌素(STZ)建立DM大鼠模型。NRK-52E细胞分为正常糖组、高糖(HG)组和HG+rhBMP7组。HE和天狼星红染色观察大鼠肾皮质病理形态学变化;免疫组织化学染色检测肾皮质Ajuba、YAP1的表达部位;Western blot法检测大鼠肾皮质及NRK-52E细胞中BMP7、Ajuba和YAP1、Ⅲ型胶原(Col-Ⅲ)和纤维连接蛋白(FN)的蛋白表达水平;RT-qPCR检测大鼠肾皮质Ajuba和YAP1 mRNA的表达水平。结果:生化指标检测显示DM组大鼠血糖、血肌酐、甘油三酯、总胆固醇及24 h尿蛋白水平较NC组显著升高(P<0.05),尿肌酐较NC组显著降低(P<0.05);与DM组相比,DM+rAAV-BMP7组大鼠血肌酐、24 h尿蛋白定量水平、甘油三酯和总胆固醇显著降低(P<0.05),尿肌酐显著升高(P<0.05);病理染色显示DM组肾间质出现炎症细胞浸润及胶原纤维沉积,肾小管萎缩且排列紊乱,DM+rAAV-BMP7组的病理变化较DM组显著改善;免疫组化结果显示在肾皮质中Ajuba和YAP1主要表达于细胞质和细胞核,且在DM组高表达,但DM+rAAV-BMP7组其表达则显著降低;Western blot结果显示DM组或HG组中FN、Col-Ⅲ、Ajuba和YAP1的蛋白水平上调(P<0.05),但在DM+rAAV-BMP7组中上述蛋白表达水平又显著降低(P<0.05);RT-qPCR结果显示DM组Ajuba、YAP1的mRNA水平较NC组显著上升(P<0.05),DM+rAAV-BMP7组Ajuba、YAP1的mRNA水平较DM组又显著降低(P<0.05)。结论:过表达BMP7可减轻DKD大鼠的肾纤维化,其机制可能与下调Ajuba,减少YAP1的表达,从而抑制了ECM的沉积有关。

骨形态发生蛋白/Wnt信号通路调控成骨:揭示骨骼形成和重塑的分子机制

背景:成骨细胞是负责骨骼形成和重塑的主要细胞类型,其功能的正常发挥受到多种信号通路的精密调控,其中,骨形态发生蛋白和Wnt信号通路在成骨过程中起着关键作用。目的:综述了骨形态发生蛋白/Wnt信号通路在调控成骨细胞功能中的作用,并分析其在不同生理和病理条件下的变化,以期进一步揭示骨骼形成和重塑的分子机制。方法:以中文检索词“BMP信号通路,Wnt信号通路,成骨”及英文检索词“BMP signaling pathway,Wnt signaling pathway,osteogenesis”在中国知网、万方和PubMed数据库中检索研究原著,检索时限为各数据库建库至2023年6月的相关文献,最终筛选61篇文献进行分析总结。采用文献综述的方法,对骨形态发生蛋白/Wnt信号通路调控成骨作用的研究进行梳理和分析。结果与结论:①骨形态发生蛋白和Wnt信号通路在成骨细胞的分化、增殖和成熟过程中发挥重要作用。骨形态发生蛋白信号通路主要通过激活Smad蛋白来调控成骨相关基因的表达,Smad蛋白被激活后进入细胞核,调控与成骨相关的基因表达,与骨形态发生蛋白不同,Wnt信号通路主要依赖于β-catenin的激活来发挥生物学效应。②不同生理和病理状态下,骨形态发生蛋白/Wnt信号通路的调控作用会受到多种因素的影响。生长因子及激素及机械应力等会在一定程度上影响骨形态发生蛋白/Wnt信号通路的活性。③骨形态发生蛋白/Wnt信号通路在调控成骨过程中与其他信号通路相互作用,共同构成复杂的调控网络。④中药和天然化合物可以通过调控信号通路来促进骨骼健康,为中药治疗骨骼疾病提供了新的可能性。⑤未来研究可进一步探讨骨形态发生蛋白/Wnt信号通路与其他信号通路的相互作用以及其在不同生理和病理条件下的变化,解析此复杂网络中的关键节点和调控机制,为骨骼相关疾病的治疗提供更精确的靶点,也为揭示骨骼形成和重塑的分子机制提供新的思路。

骨形态发生蛋白5对肝癌细胞生物学行为的影响及机制

目的 探究骨形态发生蛋白5(BMP5)对人肝癌细胞生物学行为的影响及机制。方法 将正常人肝细胞系L02与人肝癌细胞系Hep3B、Huh7置于37℃、5%CO_(2)细胞培养箱中培养,采用RT-qPCR法检测正常人肝细胞系L02与人肝癌细胞系Hep3B、Huh7中BMP5 mRNA表达。将肝癌细胞系Hep3B、Huh7分为对照(NC)组及低、中、高剂量组,低、中、高剂量组分别用1、10、100 ng/mL浓度的重组人骨形态发生蛋白5(rh-BMP5)处理细胞,通过CCK-8法检测细胞增殖,Annexin-V/PI流式细胞术检测细胞凋亡,划痕实验检测细胞迁移,Western blotting法检测增殖细胞核抗原PCNA和SMAD通路关键蛋白及其磷酸化(SMAD3、p-SMAD3)表达。结果 与正常肝细胞系L02相比,BMP5在肝癌细胞系Hep3B、Huh7中表达升高(P均<0.05)。与NC组相比,中、高剂量组rh-BMP5可促进Hep3B、Huh7细胞增殖和PCNA表达上调(P均<0.05),高剂量组100 ng/mL的rh-BMP5处理肝癌细胞24及48 h细胞凋亡率降低、迁移率增高(P均<0.05)。高剂量组与NC组相比,p-SMAD3表达升高(P<0.05)。结论 BMP5在肝癌细胞系中高表达,可能通过增强SMAD3活化促进肝癌细胞Hep3B、Huh7的增殖、迁移并抑制凋亡。

含重组人碱性成纤维细胞生长因子和重组人骨形态发生蛋白-2骨水泥在骨质疏松性腰椎压缩性骨折治疗的应用价值

目的:探讨含重组人碱性成纤维细胞生长因子(recombinant human basic fibroblast growth factor,rhbFGF)和重组人骨形态发生蛋白-2(recombinant human bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2)骨水泥在骨质疏松性腰椎压缩性骨折(osteoporotic vertebral compression fracture,OVCF)患者经皮椎体后凸成形术(percutaneous kyphoplasty,PKP)治疗的应用价值。方法:回顾性分析2018年1月至2021年1月收治的103例行PKP手术治疗的OVCF患者,男40例,女63例;年龄61~78(65.72±3.29)岁。受伤原因:滑倒33例,跌倒42例,提重物受伤28例。根据填充骨水泥不同分为3组:磷酸钙组34例,男14例,女20例,年龄(65.1±3.3)岁,填充磷酸钙骨水泥;rhBMP-2组34例,男12例,女22例,年龄(64.8±3.2)岁,填充含rhBMP-2的骨水泥;rhbFGF+rhBMP-2组35例,男14例,女21例,年龄(65.1±3.6)岁,填充含rhbFGF和rhBMP-2的骨水泥。比较3组Oswestry功能障碍指数(Oswestry dysfunction index,ODI)、骨密度、椎体前缘丢失高度、伤椎前缘压缩率、疼痛视觉模拟评分(visual simulation score,VAS)及再骨折发生率。结果:所有患者获得12个月随访。3组术后ODI、VAS呈下降(P<0.001),骨密度增高(P<0.001),椎体前缘丢失高度、伤椎前缘压缩率呈先下降后缓慢上升趋势(P<0.001),rhbFGF+rhBMP-2组术后第1、6、12个月ODI、VAS均低于rhBMP-2组和磷酸钙组(P<0.05),术后第6、12个月骨密度大于rhBMP-2组和磷酸钙组(P<0.05)。rhbFGF+rhBMP-2组术后第6、12个月椎体前缘丢失高度、伤椎前缘压缩率均低于rhBMP-2组和磷酸钙组(P<0.05)。3组再骨折发生率比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论:含rhbFGF和rhBMP-2骨水泥可更有效地增加OVCF患者骨密度,获得术后满意的临床和放射学效果,显著改善临床症状。

骨形态发生蛋白10及其突变体在CHO细胞中的表达

为了解决骨形态发生蛋白10(bone morphogenetic protein 10,BMP10)前体蛋白proBMP10在中国仓鼠卵巢(CHO)细胞中由于Furin导致的表达产物不均一问题,构建了proBMP10在Furin酶切识别位点处的突变体proBMP10-1(R313K)和proBMP10-2(R316K),并分别将目的基因定点整合进CHO-K1-BAK-/BAX-基因组,成功构建了稳定表达目标蛋白质的重组CHO细胞株。结果表明,proBMP10-2 (R316K)不再被Furin切割,且具有生物活性,而proBMP10-1(R313K)仍然会被Furin切割。

骨形态发生蛋白2在小儿颅骨缺损自行修复中的作用

颅脑外伤在小儿各类外伤中占据首位。去骨瓣减压术为神经外科常见减少颅内压的手术方式,颅骨缺失会导致患儿脑组织缺少颅骨保护,颅骨作为脑组织最直接的保护屏障,若缺损不及时修补会因体位、情绪和腹压等会导致脑组织在颅内发生移动,从而造成脑穿通性畸形、癫痫发作和脑变性萎缩等疾病。小儿有好动、依从性差、自我保护能力差等特点,更容易形成二次伤害。小儿处于生长发育期,缺乏颅骨的保护,颅脑容易受到二次伤害,还会影响患儿神经系统的正常发育,造成患儿智力低下,神经系统发育不完善等相关并发症,所以重建颅骨的完整对患儿的生长发育至关重要。未成熟硬脑膜对颅骨的发育和缺损修复有重要作用,2岁以下的儿童能够修复巨大的颅骨缺损,而成年人则缺乏这种内源性能力。幼龄动物骨缺损中骨形态发生蛋白2(BMP2)上调,表明BMP2在骨组织再生中具有重要作用。许多生物调节因子可调控BMP2的活性。该综述就BMP2在小儿颅骨缺损修复中的研究现状做总结。

磷酸钙复合重组人骨形态发生蛋白2修复和重建胫骨感染性骨缺损

背景:尽管Masquelet技术在临床的应用取得了广泛成功,但目前优化该技术各个环节的研究仍在不断开展,其中加快植骨后骨愈合速度、缩短骨愈合时间是医生关注的焦点。目的:观察磷酸钙复合重组人骨形态发生蛋白2材料修复胫骨感染性骨缺损的效果。方法:选择2017年6月至2022年6月简阳市人民医院收治的感染性胫骨缺损患者31例,均接受Masquelet技术分期治疗,二期手术根据植骨材料的不同分为对照组(n=15)与研究组(n=16),对照组植入异体骨/自体骨颗粒,研究组植入磷酸钙复合重组人骨形态发生蛋白2/自体骨颗粒。二期术后6个月,检测患者外周血白细胞数、C-反应蛋白、血沉等炎性指标,记录影像学骨愈合时间、骨愈合X射线评分、骨缺损愈合分级和邻近关节功能,观察是否存在钉道感染、植入吸收、取骨区疼痛、感染等情况。结果与结论:①两组患者二期术后6个月外周血白细胞计数、血沉、C-反应蛋白水平均低于一期术前(P<0.05),两组间各指标比较差异无显著性意义(P>0.05);②研究组骨愈合时间短于对照组(P<0.05);③研究组患者二期术后6个月的骨愈合X射线评分高于对照组(P<0.05),骨缺损愈合优良率与邻近关节功能优良率均高于对照组(P<0.05);两组间感染复发率与并发症发生率比较差异均无显著性意义(P>0.05);④结果表明,Masquelet技术二期术中应用磷酸钙复合重组人骨形态发生蛋白2治疗胫骨感染性骨缺损的愈合效果良好、安全性高。

胶原结合域-骨形态发生蛋白2-胶原软骨支架制备及其成软骨诱导

背景:天然骨形态发生蛋白2在体内弥散和降解速度较快,降低了局部浓度和治疗效果,单纯将骨形态发生蛋白2与组织工程支架复合后不能在体内长期停留,无法达到良好的缓控释效果。目的:制备并检测胶原结合域-骨形态发生蛋白2-胶原软骨支架的生物性能及成软骨诱导效果。方法:提取SD大鼠鼠尾胶原,采用真空冷冻干燥及化学交联法制备胶原软骨支架。通过快速克隆C112-同源重组法构建表达胶原结合域-骨形态发生蛋白2质粒,通过基因工程构建并导入大肠杆菌,分离纯化胶原结合域-骨形态发生蛋白2。将天然骨形态发生蛋白2与胶原结合域-骨形态发生蛋白2分别与胶原软骨支架结合,检测支架中骨形态发生蛋白2释放水平,采用CCK-8法及F-Actin染色法检测胶原结合域-骨形态发生蛋白2-胶原软骨支架的生物相容性;将骨髓间充质干细胞分别种植在两种胶原软骨支架上进行成软骨诱导,检测其成软骨诱导活性。结果与结论:①胶原结合域-骨形态发生蛋白2与胶原软骨支架的结合率高于天然骨形态发生蛋白2(P<0.05);体外浸泡于PBS中7 d,胶原结合域-骨形态发生蛋白2-胶原软骨支架中骨形态发生蛋白2的释放量小于天然骨形态发生蛋白2-胶原软骨支架(P<0.05);CCK-8实验及F-Actin染色结果显示,胶原结合域-骨形态发生蛋白2-胶原软骨支架无明显细胞毒性,具有良好的生物相容性;②成软骨诱导14 d后的ELISA检测显示,胶原结合域-骨形态发生蛋白2-胶原软骨支架组聚集蛋白聚糖、Ⅱ型胶原蛋白A1的表达均高于天然骨形态发生蛋白2-胶原软骨支架组(P<0.05);扫描电镜下可见,两组支架孔隙内壁上均可见较多骨髓间充质干细胞贴附生长,细胞形态及大小一致,排列紧密,未出现细胞碎裂或形态异常;③结果表明,胶原结构域-骨形态发生蛋白2-胶原软骨支架具有良好的生物性能及成软骨诱导活性。

骨形态发生蛋白9对肝细胞癌肿瘤干细胞干性、增殖和侵袭的影响及机制

目的探讨骨形态发生蛋白9(BMP9)对肝细胞癌(HCC)肿瘤干细胞(CSCs)干性、增殖和侵袭的影响及机制。方法取对数生长期的正常肝细胞、肝癌细胞、肝癌CSCs,采用RT-qPCR法检测BMP9 mRNA表达,采用Western blotting法检测BMP9蛋白表达。采用慢病毒干扰载体转染肝细胞癌肿瘤干细胞(HepG2-CSCs)以敲低BMP9表达,并分成HepG2-CSCs组、HepG2-CSCs-BMP9敲低组。加入MAPK/ERK信号激动剂(DIPQUO)后,将细胞分为三组:HepG2-CSCs组、HepG2-CSCs敲低组及HepG2-CSCs敲低+DIPQUO组。采用RT-qPCR实验检测HepG2-CSCs干性相关分子CD44、SOX2和OCT4表达,采用CCK-8实验检测细胞增殖能力,采用Transwell实验检测细胞侵袭能力,采用蛋白印迹法检测MAPK/ERK通路关键蛋白表达。结果与正常肝细胞比,肝癌细胞和肝癌肿瘤干细胞(HepG2-CSCs)中BMP9表达上调(P<0.05)。HepG2 CSCs细胞中BMP9 mRNA和蛋白表达高于HepG2细胞(P均<0.05)。BMP9敲低后,HepG2-CSCs-BMP9敲低组中HepG2-CSCs细胞中干细胞相关标志物CD44、SOX2、OCT4 mRNA表达较HepG2-CSCs组降低(P均<0.05)。与HepG2-CSCs组比较,HepG2-CSCs-BMP9敲低组中HepG2-CSCs在48、72和96 h的细胞增殖能力降低(P均<0.05),HepG2-CSCs细胞迁移和侵袭能力降低(P均<0.05)。较HepG2-CSCs组,HepG2-CSCs-BMP9敲低组中HepG2-CSCs中p-ERK1/2和p-MEK1/2蛋白表达显著降低(P均<0.05)。HepG2-CSCs敲低+DIPQUO组HepG2-CSCs中干细胞相关标志物CD44、SOX2、OCT4 mRNA表达增加(P均<0.05),HepG2-CSCs增殖和侵袭能力增强(P均<0.05)。结论BMP9敲低可抑制HepG2-CSCs干性维持并抑制细胞增殖、降低侵袭能力,机制可能与抑制MAPK/ERK信号通路有关。

重组人骨形态发生蛋白-2用于骨壁缺损拔牙位点保存的效果

目的:评价重组人骨形态发生蛋白-2(recombinant bone morphogenetic proteinrh-2,rhBMP-2)用于骨壁缺损拔牙位点保存的临床效果。方法:2019年2月~2023年1月将符合条件的142例患者随机分组,A组使用rhBMP-2+胶原蛋白海绵填充拔牙窝,B组使用胶原蛋白海绵,C组不使用移植物。于拔牙后18周、24周开展种植手术,并编为A1、A2;B1、B2;C1、C2组,种植术中发现有牙槽嵴顶骨缺损的病例测量牙槽嵴缺损的最大近远中径(L)、颊舌径(W)及深度(H),计算体积(V)值(V=L×W×H);无牙槽骨顶骨缺损的病例取种植窝骨块进行组织学分析。结果:A1、A2组牙槽嵴顶骨缺损的发生频率分别为:0.32、0.14;B1、B2组分别为:0.75、0.43;C1、C2组分别为:0.72、0.37。A1B1组间、A2B2组间、A1C1组间及A2C2组间V值差异有统计学意义(P<0.05)。A1B1组间及A1C1组间新生骨占比差异有统计学意义(P<0.05)。结论:rhBMP-2用于骨壁缺损的拔牙位点保存可缩短成骨时间(18周),减少不良愈合的发生,为后期种植手术的开展创造更有利的骨条件。

沉默微小RNA-378靶向调节骨形态发生蛋白2/母亲DPP同源物4信号通路对大鼠胫骨骨折愈合的影响实验研究

目的:探究沉默微小RNA-378(miR-378)靶向调节骨形态发生蛋白(BMP)2/母亲DPP同源物(Smad)4信号通路对大鼠胫骨骨折愈合的影响。方法:对38只大鼠建立胫骨骨折模型,另取18只正常大鼠作为假手术组。选取胫骨骨折模型造模成功大鼠中的8只作为造模组,假手术组中的8只作为对照组。实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测造模组胫骨骨折部位骨组织及对照组相同部位正常骨组织miR-378与BMP2、Smad4 mRNA表达。将30只胫骨骨折模型大鼠随机分为模型组、空载质粒组和miR-378沉默组,每组10只。空载质粒组、miR-378沉默组分别经尾静脉注射1μg空载质粒或miR-378小干扰RNA(siRNA)质粒;模型组和剩余10只假手术组大鼠经尾静脉注射0.9%氯化钠溶液1μg;每2天注射1次,连续干预30 d。利用X线观察各组大鼠胫骨骨折愈合情况并进行骨折愈合评分(Lane-Sandhu评分)。采用酶联免疫吸附法检测各组血清炎症因子和骨钙素(OC)、碱性磷酸酶(ALP)水平。采用HE染色观察各组骨组织形态学变化。采用RT-qPCR检测各组骨组织miR-378与BMP2、Smad4 mRNA表达。采用蛋白印迹检测各组骨组织BMP2、Smad4蛋白表达。结果:造模组骨组织miR-378表达水平高于对照组,BMP2、Smad4 mRNA表达水平低于对照组(均P<0.05)。假手术组大鼠骨组织结构清晰;模型组和空载质粒组骨折线清晰,无骨痂出现,骨组织结构严重破坏,仅有少量成骨细胞生成;miR-378沉默组骨折线模糊,出现骨痂,骨组织破坏程度得到缓解并有大量成骨细胞生成。与假手术组比较,模型组血清肿瘤坏死因子(TNF)-α、白细胞介素(IL)-1β、OC、ALP及骨组织miR-378表达水平升高,BMP2、Smad4 mRNA和蛋白表达水平降低(均P<0.05)。与模型组和空载质粒组比较,miR-378沉默组Lane-Sandhu评分、OC、ALP水平,以及BMP2、Smad4 mRNA和蛋白表达水平升高,血清TNF-α、IL-1β及骨组织miR-378表达水平降低(均P<0.05)。结论:沉默miR-378可能通过靶向激活BMP2/Smad4信号通路减轻胫骨骨折大鼠炎症反应,促进成骨细胞生成,加快大鼠骨折部位的愈合。

骨形态发生蛋白2介导同型半胱氨酸促进血管钙化

背景:高同型半胱氨酸血症与血管钙化之间存在一定的内部联系。但是,目前有关高同型半胱氨酸血症促进血管钙化的发病机制还不清楚。目的:探讨骨形态发生蛋白2在高同型半胱氨酸血症诱导血管钙化中的作用。方法:人颈动脉蜡块标本根据有无钙化斑块分为钙化组(n=29)与非钙化组(n=13)。16只ApoE-/-小鼠随机分为对照组和高同型半胱氨酸血症组,每组8只。骨形态发生蛋白2转染大鼠胸大动脉平滑肌A7r5细胞,然后应用梯度浓度同型半胱氨酸(50,100,200,400μmol/L)干预A7r5细胞。茜素红染色和苏木精-伊红染色法检测钙化反应,免疫荧光法检测骨形态发生蛋白2与Runt相关转录因子2相互作用关系,免疫组化法和Western blot检测骨形态发生蛋白2、Runt相关转录因子2、α-平滑肌肌动蛋白的表达。结果与结论:①人体颈动脉组织染色显示,与非钙化组比较,钙化组炎性细胞增多,钙化阳性率增加(P<0.05);与非钙化组比较,钙化组骨形态发生蛋白2和Runt相关转录因子2表达量均上调,α-平滑肌肌动蛋白表达量下降(P均<0.05);②小鼠动脉标本染色显示,高同型半胱氨酸血症组钙化面积阳性率高于对照组(P<0.05);高同型半胱氨酸血症组血清同型半胱氨酸水平明显高于对照组(P<0.05);与对照组比较,高同型半胱氨酸血症组骨形态发生蛋白2和Runt相关转录因子2表达量均上调,α-平滑肌肌动蛋白表达量下降(P均<0.05);③A7r5细胞培养分析,随着同型半胱氨酸浓度梯度增加,A7r5细胞钙化程度、骨形态发生蛋白2和Runt相关转录因子2的蛋白表达增加(P<0.05),α-平滑肌肌动蛋白的蛋白表达降低(P<0.05);④过表达骨形态发生蛋白2的A7r5细胞培养分析,骨形态发生蛋白2过表达组较相对应的对照组、β-甘油磷酸钠组和同型半胱氨酸组钙化程度增加;Runt相关转录因子2表达上调(P<0.05),α-平滑肌肌动蛋白表达下调(P<0.05);⑤同型半胱氨酸钙化培养基培养的骨形态发生蛋白2过表达A7r5细胞中骨形态发生蛋白2表达量增加,且Runt相关转录因子2表达量随骨形态发生蛋白2表达量增加而增加;⑥结果表明,骨形态发生蛋白2是高同型半胱氨酸血症调控平滑肌细胞表型转化导致血管钙化的关键靶基因。靶向调控骨形态发生蛋白2可降低高同型半胱氨酸诱导的血管钙化。

骨形态发生蛋白4诱导下骨骼肌内异位骨化的细胞来源

背景:骨骼肌异位骨化是临床上严重的并发症。对于骨骼肌异位骨化而言,其参与成骨过程中的细胞仍不明确。目的:观察肌细胞及筋膜细胞以及内皮细胞在骨肌中异位骨化过程中的参与情况,观察骨形态发生蛋白4诱导下骨骼肌内异位骨化的细胞来源。方法:培养C2C12细胞和诱导培养基数天下C 2 C 12细胞形成的肌管,将质量浓度500 ng/mL骨形态发生蛋白4分别加入培养基后,显微镜下观察处理10 d内C2C12细胞和肌管是否继续增殖;按不同比例共培养大鼠肌细胞(L6)和人成纤维源性细胞(fibroblast-derived cells,FDC),通过番红O染色和阿尔新蓝染色研究上述细胞在质量浓度500 ng/mL的骨形态发生蛋白4和质量浓度10 ng/mL的转化生长因子β3处理下21 d内成骨和成软骨分化潜力。使用转基因动物FVB/N-TgN(TIE2-LacZ)182Sato小鼠,通过在基因鼠大腿肌间隙植入含有15μL的腺相关病毒-骨形态发生蛋白4(5×1010 PFU/mL)10 d及14 d,再通过X-gal染色来观察异化骨中有无新血管内皮生成。结果与结论:①骨形态发生蛋白4导致肌束退化并增加C2C12细胞增殖。与其他组相比,FDC组具有较高的阿尔新蓝和番红O染色面积(P<0.05)和较低碱性磷酸酶染色面积(P<0.05);而L6组和其他组相比具有更大的碱性磷酸酶染色面积(P<0.05),但阿尔新蓝和番红O染色面积较小(P<0.05)。②将腺相关病毒-骨形态发生蛋白4吸附的明胶海绵移植到FVB/N-TgN(TIE2-LacZ)182Sato小鼠中会导致异位骨化。③X-gal染色结果显示,在软骨细胞及异化骨中无明显染色,提示Tie2+内皮细胞不参与异位骨化的形成。④结果证实,在腺相关病毒-骨形态发生蛋白4诱导的骨骼肌异位软骨化过程中,成纤维细胞是软骨细胞的主要细胞来源,而肌源性细胞是成骨细胞的主要来源。Tie2+内皮细胞可能不是软骨和骨的细胞来源。

骨形态发生蛋白信号传导与骨关节炎

尽管骨关节炎(OA)的全球患病率迅速上升,但是改变疾病进展的治疗方法仍然未被完全明确。最近,研究者发现了远端增殖区(DPZ),这是一个双潜能增殖细胞的区域,受骨形态发生蛋白(BMP)信号的影响。这项动物研究评估了在关节软骨内BMP信号诱导的短暂软骨分化是否为OA发病机制的分子基础。

骨形态发生蛋白-2(BMP-2)与同种异体骨在治疗胫骨平台骨折的疗效比较

目的比较骨形态发生蛋白2(bone morphogenetic protein-2,BMP-2)与同种异体骨在治疗单纯胫骨平台外侧塌陷骨折的临床治疗效果。方法选择2019年1月至2022年1月在苏州大学附属太仓医院接受手术治疗的80例单纯性胫骨外侧平台骨折的患者。将其按照骨移植方法分为BMP组(40例)与同种异体骨组(40例),BMP组采用BMP-2移植修复,同种异体骨组采用同种异体骨移植修复。比较两组患者的手术时间、术中出血量、住院时间、早期完全负重时间、术后并发症。采用X线检查评估内固定和骨折愈合的情况,用术后12个月的内翻角、后倾角、Rasmussen放射学评分评估骨折复位后的效果,HSS膝关节功能评分评估膝关节功能,Fugl-Meyer运动功能评分评定运动功能。结果两组患者均随访12~16个月,平均(13.73±1.67)个月。BMP组的住院时间[(9.80±1.24)d]、骨折愈合时间[(13.30±2.05)周]、早期完全负重时间[(13.43±1.78)周]以及并发症(5%)明显小于同种异体骨组[(11.47±4.81)d、(14.03±1.95)周、(14.08±1.58)周、22.5%],两组比较差异有统计学意义(P<0.05)。两组的手术时间、术中出血量、术后12个月的内翻角、后倾角、Rasmussen影像学塌陷评分及Rasmussen影像学总评分比较,差异无统计学意义(P>0.05)。两组术后12个月膝关节HSS评分都达到了优良;FMA评分也提示下肢功能恢复情况比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论与同种异体骨相比,采用BMP-2治疗胫骨平台骨折可以减少住院时间,加速骨折愈合,减少早期完全负重的时间及术后并发症,有利于早期康复。