RGD多肽表面修饰生物陶瓷修复骨缺损BMP-2的表达(2)
3 讨论
种子细胞与支架材料粘附能力的大小与细胞和材料表面的物理和化学性质有关。由两者表面物理性质所决定的粘附作用称为非特异性粘附；如果粘附涉及两者表面分子之间的相互作用，则称为特异性粘附，或称为细胞识别。细胞与材料的粘附不仅取决于细胞的表面性质，而且与细胞内部结构和功能变化密切相关。细胞与材料的非特异性粘附包括静电斥力、范得瓦耳斯力和立体结构稳定性产生的斥力等。细胞与材料的特异性粘附包括钙粘附蛋白、固有粘附蛋白和Ig超家族粘附分子等。细胞与材料表面粘附的位点称为粘附斑(adhensionplaques)，这种接触是～种紧密连接，细胞膜与材料表面的距离为10～15nm。支架材料对细胞的粘附主要通过特异性受体一整合素(integrin)发挥作用，整合素是由a、β两个亚基组成的跨膜受体。已知有14个a亚基和8个β亚基，a、β亚基的外区构成受体与特异性配体的结合，最常见的配体位点是ROD序列。整合素一方面介导细胞与细胞间及细胞与细胞外基质的粘附，另一方面具有传递信号的功能，联系细胞内外的代谢活动，对细胞的生长代谢起重要作用。成骨细胞可分泌Ⅰ型胶原、骨钙素、骨结合素、骨桥蛋白、纤维连接蛋白和生长因子等。这些蛋白中均含有RGD序列，它可被细胞膜表面的整合素受体特异性识别，激活细胞内的蛋白酶、蛋白激酶、磷酸酶等信号传导系统，促使细胞发生一系列生理和生化反应，铺展而粘附于材料表面。成骨细胞可表达al、a2、a3、a4、a5、a6、β1、β3等亚基，a5 β1为纤维连接蛋白受体，识别纤维连接蛋白的RGD序列。Shin等证实纤维连接蛋白a5 β1的抗体，以及与纤维连接蛋白竞争a5 β1的短肽ROD可抑制成骨细胞的钙化，说明纤维连接蛋白与受体a5 β1的相互作用是成骨细胞钙化成骨的先决条件。
, 百拇医药
骨缺损修复的关键是细胞活化和成骨信号释放，而BMP正是促使间充质细胞向骨细胞分化最初的信号分子。BMP在骨修复过程中以自分泌或/和旁分泌的方式发挥作用。具体的作用方式为：骨修复早期在创伤等因素刺激下，骨折端局部骨膜中成骨细胞和周围间充质细胞增殖，局部BMP高表达细胞增多；BMPmRNA转录功能增强，从而使BMP合成和分泌增加；局部BMP浓度增高又进一步促使间充质细胞向成软骨细胞和成骨细胞转化，并刺激上述3种细胞增殖，使局部BMP高表达细胞进一步增多，形成正反馈调节，进而使局部BMP的浓度在短期内迅速增高。骨修复晚期，随着成熟骨细胞增多，成软骨细胞、成骨细胞和间充质细胞减少，BMPmRNA转录水平下降，BMP合成减少，骨诱导作用减弱，直至达到维持正常骨代谢的平衡水平。HA-TCP双相多孔生物陶瓷是骨组织工程应用较为广泛的化学合成支架材料，但多孔块状的HA-TCP存在材料表面的亲水性差、表面自由能低、缺乏细胞识别和吸附位点等缺点，易使接种细胞流失，不利于接种细胞的粘附和生长，直接影响组织或器官的组织工程化研究。通过在材料表面固定氨基酸、多肽、蛋白质、粘附因子来改善材料表面的亲和性，可进一步优化组织工程支架材料的粘附性能。我们的研究表明，RGD多肽表面修饰的HA-TCP材料的细胞相容性明显优于单纯材料，RGD多肽修饰的材料可黏附较多的MSCs在其表面和孔隙内生长、分化和增殖，ROD多肽表面修饰对以HA-TCP为支架材料组织工程骨的修复作用有明显优化作用。, 百拇医药(李慎松 李 琳 张 炼 王 东)
种子细胞与支架材料粘附能力的大小与细胞和材料表面的物理和化学性质有关。由两者表面物理性质所决定的粘附作用称为非特异性粘附；如果粘附涉及两者表面分子之间的相互作用，则称为特异性粘附，或称为细胞识别。细胞与材料的粘附不仅取决于细胞的表面性质，而且与细胞内部结构和功能变化密切相关。细胞与材料的非特异性粘附包括静电斥力、范得瓦耳斯力和立体结构稳定性产生的斥力等。细胞与材料的特异性粘附包括钙粘附蛋白、固有粘附蛋白和Ig超家族粘附分子等。细胞与材料表面粘附的位点称为粘附斑(adhensionplaques)，这种接触是～种紧密连接，细胞膜与材料表面的距离为10～15nm。支架材料对细胞的粘附主要通过特异性受体一整合素(integrin)发挥作用，整合素是由a、β两个亚基组成的跨膜受体。已知有14个a亚基和8个β亚基，a、β亚基的外区构成受体与特异性配体的结合，最常见的配体位点是ROD序列。整合素一方面介导细胞与细胞间及细胞与细胞外基质的粘附，另一方面具有传递信号的功能，联系细胞内外的代谢活动，对细胞的生长代谢起重要作用。成骨细胞可分泌Ⅰ型胶原、骨钙素、骨结合素、骨桥蛋白、纤维连接蛋白和生长因子等。这些蛋白中均含有RGD序列，它可被细胞膜表面的整合素受体特异性识别，激活细胞内的蛋白酶、蛋白激酶、磷酸酶等信号传导系统，促使细胞发生一系列生理和生化反应，铺展而粘附于材料表面。成骨细胞可表达al、a2、a3、a4、a5、a6、β1、β3等亚基，a5 β1为纤维连接蛋白受体，识别纤维连接蛋白的RGD序列。Shin等证实纤维连接蛋白a5 β1的抗体，以及与纤维连接蛋白竞争a5 β1的短肽ROD可抑制成骨细胞的钙化，说明纤维连接蛋白与受体a5 β1的相互作用是成骨细胞钙化成骨的先决条件。
, 百拇医药
骨缺损修复的关键是细胞活化和成骨信号释放，而BMP正是促使间充质细胞向骨细胞分化最初的信号分子。BMP在骨修复过程中以自分泌或/和旁分泌的方式发挥作用。具体的作用方式为：骨修复早期在创伤等因素刺激下，骨折端局部骨膜中成骨细胞和周围间充质细胞增殖，局部BMP高表达细胞增多；BMPmRNA转录功能增强，从而使BMP合成和分泌增加；局部BMP浓度增高又进一步促使间充质细胞向成软骨细胞和成骨细胞转化，并刺激上述3种细胞增殖，使局部BMP高表达细胞进一步增多，形成正反馈调节，进而使局部BMP的浓度在短期内迅速增高。骨修复晚期，随着成熟骨细胞增多，成软骨细胞、成骨细胞和间充质细胞减少，BMPmRNA转录水平下降，BMP合成减少，骨诱导作用减弱，直至达到维持正常骨代谢的平衡水平。HA-TCP双相多孔生物陶瓷是骨组织工程应用较为广泛的化学合成支架材料，但多孔块状的HA-TCP存在材料表面的亲水性差、表面自由能低、缺乏细胞识别和吸附位点等缺点，易使接种细胞流失，不利于接种细胞的粘附和生长，直接影响组织或器官的组织工程化研究。通过在材料表面固定氨基酸、多肽、蛋白质、粘附因子来改善材料表面的亲和性，可进一步优化组织工程支架材料的粘附性能。我们的研究表明，RGD多肽表面修饰的HA-TCP材料的细胞相容性明显优于单纯材料，RGD多肽修饰的材料可黏附较多的MSCs在其表面和孔隙内生长、分化和增殖，ROD多肽表面修饰对以HA-TCP为支架材料组织工程骨的修复作用有明显优化作用。, 百拇医药(李慎松 李 琳 张 炼 王 东)