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,有良好的临床应用前景.     

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,有良好的临床应用前景     

成骨蛋白-1及其在骨骼系统中的应用前景

成骨蛋白-1（Osteogenic protein-1,OP-1)是转化生长因子-β（transforming growth factor-β,TGF-β）超家族中的一员,它可异位或在位诱导骨生成,具有广阔的应用前景,Urist首次将BMP应用于临床修复指导内生软骨瘤刮除术后骨缺损并获得成功。目前,OP-1主要应用在骨损伤治疗、软骨再生修复以及骨折的治疗和骨关系重建几方面。     

人骨形成蛋白2A活性片段在大肠杆菌中的高效表达

将编码人骨形成蛋白２Ａ（ＢＭＰ２Ａ）Ｃ端１７３个氨基酸（ＢＭＰ２３）和１３４个氨基酸（ＢＭＰ２４）的ＤＮＡ基因片段分别重组克隆进入ＰＬ启动子控制下的表达载体,构建了表达质粒ｐＢＬＢＭＰ２３和ｐＢＬＢＭＰ２４,分别转化大肠杆菌进行表达研究．ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析温敏诱导的表达菌,可以分别观察到分子量为２０ｋＤ和１５．５ｋＤ的高表达条带,与理论计算的分子量一致,表达量分别占细菌蛋白质总量的１０％和２０％左右。表达产物经包含体制备达到８０％以上纯度。Ｎ端序列测定的１５个氨基酸,与重组ｃＤＮＡ基因编码的序列相同．ＢＭＰ２３和ＢＭＰ２４包含体经复性处理后,得到二聚体分子蛋白质条带,与骨基质胶原重组后在大鼠体内测活,观察到ＢＭＰ２３诱导软骨细胞生成,ＢＭＰ２４刺激丰富的骨样胶原组织合成．     

骨形态发生蛋白-7的研究进展

骨形态发生蛋白是近来研究较多的一种生物因子,属于TGF—β超家族的一员。最初发现的作用是异位诱导成骨,并根据这一特点应用于临床一些难治性骨缺损疾病的治疗。其成员BMP—7作为一种细胞因子,在与体内其他因子作用的基础上,对其他多种组织的发育及功能均有重要作用。     

重组人成骨生长肽的表达、纯化和活性的研究

将人工合成的人成骨生长肽基因 (hOGPgene) ,与质粒pTYB2 重组 ,转化大肠杆菌E .coliBL2 1 (DE3) .经异丙基硫代 β D 半乳糖苷 (IPTG)诱导 ,融合蛋白在E .coli中得到表达 .菌体经超声破碎 ,一步亲和层析纯化得到重组人成骨生长肽 (recombinanthumanosteogenicgrowthpeptide ,rhOGP) .体外实验证明 :rhOGP对成纤维细胞 (NIH3T3)的增殖有促进作用 .体内实验证明 :rhOGP加速兔移植骨成活 ,使血清中碱性磷酸酶活性增高 ,骨钙素增高 .重组人成骨生长肽促进成骨 ,有可能成为治疗骨移植及骨折愈合的有效药物     

人成骨蛋白-1成熟肽基因在大肠杆菌中的克隆与表达

本实验报告了人成骨蛋白 - 1成熟肽基因在大肠杆菌中的克隆与高效表达。通过计算机软件分析 ,采用大肠杆菌偏爱密码子设计并分段合成了人成骨蛋白 - 1成熟肽编码基因片段。用 PCR技术扩增目的基因片段 ,先克隆到 p UC1 9载体上 ,测序正确后再将其克隆到 p BV2 2 0表达载体上 ,以DH5α为宿主菌 ,42℃ ,6 h诱导表达。经 SDS- PAGE鉴定分析 ,在约 1 6× 1 0 3处有一新的蛋白质条带 ,扫描分析表明 ,该条带占菌体总蛋白含量的 40 %左右。     

重组人成骨蛋白-1的离子交换及分子排阻色谱法纯化及其复性研究

经发酵大量表达重组人成骨蛋白-1(rhOP-1)。SDS-PAGE发现rhOP-1表达量占细菌总蛋白的35%。菌体经裂解、洗涤后,用8mol/L尿素溶解包涵体,离心后提取目的蛋白。经离子交换色谱法对变性状态下的目的蛋白进行纯化,绝大部分杂蛋白被去除,目的蛋白纯度达93%以上。为进一步提高目的蛋白浓度,采用分子排阻色谱法对目的蛋白进行再次纯化,纯度达98%以上。利用降低尿素梯度的方法对纯化的蛋白进行复性,二聚体的含量在50%以上。Westernblot证明了复性后的目的蛋白以单体和有活性的二聚体的形式存在。     

牙髓干细胞成骨诱导的新进展

近年来,骨组织工程已成为口腔种植和正颌外科手术新的治疗靶点。骨组织工程包括种选取种子细胞,制备细胞生物支架,构建细胞支架复合物体三大步骤,选取优良的种子细胞是其中最为重要的一环。牙髓干细胞凭借其自身多向分化潜能、来源广泛、安全排斥小等特点成为优秀的骨组织工程种子细胞。然而,牙髓干细胞还存在分化方向不固定、分化效率偏低的问题。因此,找到一个合适的微环境诱导牙髓干细胞产生更多的成骨细胞至关重要。牙髓干细胞成骨诱导应用最普遍的成骨诱导方式是矿化液诱导。目前成骨分化相关的细胞因子成为了国内外学者的研究热点,包括骨涎蛋白(BSP)、骨形态发生蛋白2(BMP2)、骨桥蛋白(OPN)、Runx2、纤维联结蛋白(FN)、腱生蛋白(TN)等。本文就这些细胞因子之间关系,及其吸附于生物材料表面诱导牙髓干细胞定向成骨向分化的能力作一综述。     

补骨脂素对大鼠骨髓间充质干细胞成骨及成脂分化的影响

目的:探讨补骨脂素对大鼠骨髓间充质干细胞成骨及成脂分化的影响及其可能机制。方法:选取3月龄无特定病原体级健康雌性SD大鼠25只,通过切除卵巢建立绝经大鼠模型。6周后,通过全骨髓贴壁法分离BMSCs并进行原代和传代培养,传至3代后进行成骨和成脂诱导,并按补骨脂素浓度梯度0、5、10、15、20μmol/L进行处理。细胞增殖2周后,通过碱性磷酸酶(ALP)染色实验和油红O染色观察BMSCs成骨和成脂的分化,应用蛋白免疫印迹法测定核心结合蛋白因子RUNX2、骨钙素(OCN)、增强子结合蛋白β(C/EBP-β)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPAR-γ)的表达。结果:成骨诱导BMSCs在补骨脂素的作用下ALP染色呈阳性反应,且补骨脂素的浓度为15μmol/L时阳性反应最强。RUNX2、OCN蛋白的表达随着补骨脂素浓度的升高而升高,差异具有统计学意义(P0.05)。与空白组比较,成脂诱导BMSCs在补骨脂素的作用下油红O染色阳性反应程度出现下降,补骨脂素浓度为20μmol/L时,油红O染色阳性率最低。C/EBP-β、PPAR-γ蛋白的表达均随着补骨脂素浓度的升高而降低,差异具有统计学意义(P0.05)。结论:补骨脂素体外可增强BMSCs成骨分化作及抑制BMSCs成脂分化,可能与其调节RUNX2、OCN、C/EBP-β和PPAR-γ蛋白的表达有关。     

胰岛素样生长因子结合蛋白-1启动子的克隆与序列分析

用酚氯仿抽提法提取SD大鼠的肝脏基因组DNA,PCR扩增胰岛素样生长因子结合蛋白-1（IGFBP-1）启动子并克隆至pUC118载体。从含IGFBP-1启动子的质粒中酶切分离出IGFBP-1启动子并测序。PCR扩增出420bp的目的DNA片段,与文献报道的IGFBP-1启动子DNA大小一致。经正、反两方向序列分析显示,克隆的基因序列和GenBank数据库中的IGFBP-1启动子基因序列一致。以上结果表明克隆成功了IGFBP-1启动子基因,为构建具双向调节的胰岛素分泌调控基因质粒奠定了基础。     

活化相关分泌蛋白1单克隆抗体的制备及其在保守结构域鉴定中的应用

目的:制备重组活化相关分泌蛋白1(ASP-1)的单克隆抗体,并用其鉴定保守结构域。方法:用原核表达并纯化的重组ASP-1不加佐剂免疫BALB/c小鼠,采用杂交瘤技术及有限稀释传代法筛选稳定分泌特异性抗体的杂交瘤细胞株,制备单抗腹水后用间接ELISA进行抗体特异性鉴定和效价检测,利用肽结合ELISA和Western印迹鉴定单抗识别的保守结构域。结果:获得5株能稳定分泌抗ASP-1单克隆抗体的杂交瘤细胞株,且5株单抗的识别区域均为21~28氨基酸残基的保守性结构域。结论:制备了抗ASP-1的单克隆抗体,为深入研究ASP-1佐剂的活性功能区及作用机制提供了有效工具。     

Osteogenic growth peptide enhances the rate of fracture healing in rabbits

The discovery of growth factors, such as osteogenic growth peptide (OGP), that stimulate bone formation led to experiments to discover whether they can accelerate fracture healing. To determine whether OGP enhances the rate of healing in rabbits, fractures were made in the tibiae of New Zealand White rabbits and immobilized with either a plastic plate (unstable mechanical conditions), or a dynamic compression plate (stable mechanical conditions). OGP was administered to experimental animals by intravenous injection from day 4 until the day before sacrifice; control animals were not injected. After treatment with OGP, callus development under unstable mechanical conditions was accelerated. At 7 days, the cartilage in the centre of the callus was covered by bone and endochondral ossification had started; these events occur at 10 days in control fractures. Subsequently, endochondral ossification is completed earlier which allows the invasion of the fracture gap by cells, so that cortical union is complete by 21 to 28 days. In control fractures, bone is only beginning to form in the gaps at 28 days. There was no increase in the size of the callus in any of the experimental fractures compared to the untreated controls. Treatment with OGP has no observable effect on the rate of healing of fractures under stable mechanical conditions. These observations suggest that under unstable mechanical conditions only, the rate of callus formation and subsequent cortical healing is enhanced by treatment with OGP, but that the size of the callus is determined by mechanical and other factors.     

The Controversy Surrounding Bone Morphogenetic Proteins in the Spine: A Review of Current Research

Bone morphogenetic proteins have been in use in spinal surgery since 2002. These proteins are members of the TGF-beta superfamily and guide mesenchymal stem cells to differentiate into osteoblasts to form bone in targeted tissues. Since the first commercial BMP became available in 2002, a host of research has supported BMPs and they have been rapidly incorporated in spinal surgeries in the United States. However, recent controversy has arisen surrounding the ethical conduct of the research supporting the use of BMPs. Yale University Open Data Access (YODA) recently teamed up with Medtronic to offer a meta-analysis of the effectiveness of BMPs in spinal surgery. This review focuses on the history of BMPs and examines the YODA research to guide spine surgeons in their use of BMP in spinal surgery.     

研究报告：骨形态发生蛋白9通过p38激酶途径调控间充质干细胞C3H10T1/2成骨分化

前期研究发现骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic protein 9,BMP9)具有较强的诱导间充质干细胞成骨分化的能力.为进一步揭示其诱导和调控间充质干细胞成骨分化的机理,利用BMP9重组腺病毒感染间充质干细胞C3H10T1/2,通过体外细胞实验和体内动物实验,初步分析BMP9是否可通过p38激酶途径调控间充质干细胞成骨分化.结果发现,BMP9可以通过促进p38激酶磷酸化而导致其活化,p38抑制剂SB203580可抑制由BMP9诱导的C3H10T1/2细胞的碱性磷酸酶(alkalinephosphatase,ALP)活性、骨桥蛋白(osteopontin,OPN)表达和钙盐沉积,而且利用抑制剂SB203580抑制p38激酶活性后,BMP9诱导的Smad经典途径的激活也相应受到抑制,RNA干扰导致p38基因沉默同样也可抑制BMP9诱导的ALP活性、OPN表达、钙盐沉积以及裸鼠皮下异位成骨.因此,BMP9可通过活化p38激酶途径调控间充质干细胞C3H10T1/2成骨分化.     

阻断ERK1/2激酶可增强骨形态发生蛋白9诱导的间充质干细胞成骨分化

骨形态发生蛋白9(bone morphogenetic protein 9,BMP9)具有很强的诱导间充质干细胞定向成骨分化的能力.但对于其所涉及的相关分子机理了解并不深入.利用BMP9重组腺病毒感染间充质干细胞,Western blot检测ERK1/2激酶的磷酸化,ERK1/2的特异性抑制剂PD98059阻断ERK1/2活性,或以RNA干扰抑制ERK1/2表达,通过体外细胞实验和体内动物实验,初步分析和揭示ERK1/2对于BMP9诱导的间充质干细胞成骨分化的调控作用及其可能机制.结果发现:BMP9可以促进ERK1/2激酶的磷酸化,ERK1/2抑制剂PD98059可增强由BMP9诱导的碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性、骨桥蛋白(osteopontin,OPN)表达和钙盐沉积,并促进由BMP9诱导的Runx2基因的表达和转录活性,以及Smad经典途径的活化;而RNA干扰导致ERK1/2基因沉默同样也可进一步促进BMP9诱导的ALP活性和钙盐沉积,并促进BMP9诱导的间充质干细胞在裸鼠皮下异位成骨.因此,BMP9可以促进ERK1/2蛋白激酶的活化,而阻断ERK1/2蛋白激酶可进一步增强BMP9诱导的成骨分化,ERK1/2极可能对于BMP9诱导的间充质干细胞成骨分化起着负向调控作用.     

circRNAs在成骨细胞分化中的调控作用

环状RNAs(circular RNAs,circRNAs)是一类新型内源性非编码RNAs,在调节生长发育、疾病发展等方面具有重要的生物学功能。新近研究证实,circRNAs参与调控牙周膜干细胞和骨髓干细胞等的成骨细胞分化。该文就当前circRNAs在成骨细胞分化中的最新研究进展作一综述,以帮助开发骨科疾病新疗法。