地区：上海市 宝山区
关键词：广西医科大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000002623
成果描述：
| 组织诱导性生物材料的提出，可望通过材料的优化设计达到修复组织的目的。前期研究首次证明了胶原基水凝胶材料具有软骨诱导性，但其分子生物学机理尚未可知。该项目分别以软骨形成的关键转录因子sox9、sox5及cbfa1表达作为标志，分别构建pcDNA-Sox9-EGFP、pcDNA-Sox5-EGFP、pcDNA-Cbfa1-EGFP质粒，可以转染原代培养的大鼠MSCs细胞，在MSCs细胞中sox9、sox5、cbfa1表达上调的时候可发出荧光，从而以此将软骨形成分为三个时期进行考察：聚集阶段（Sox9表达为主）、分化阶段（Sox5表达为主）、肥大化阶段（cbfa1表达为主）。在各个时期，考察胶原水凝胶材料对间充质干细胞（MSCs）软骨诱导情况，结果表明：II型胶原表达较高，与生长因子诱导效果较为接近，说明胶原水凝胶材料具有软骨诱导作用，可维持软骨表型；I型胶原表达相对较低，说明胶原水凝胶可有效防止软骨去分化。X型胶原未能在各个组中检测到，说明成骨分化倾向轻微。各软骨形成阶段，材料成软骨诱导过程中信号通路的表达情况：1）胶原诱导组Smad2，Smad3和Smad4的表达与生长因子诱导组相比，较为接近，但TGF-β的两个受体TβR-II，TβR-I表达较低，说明材料参与调节TGF-β信号通路下游基因。2）胶原诱导组Wnt-5a的表达与生长因子诱导组相比，较为接近，表明材料诱导软骨参与调节Wnt信号通路。3）胶原诱导组PTHrP的表达优于或相近生长因子诱导组，但Ihh的表达量相对较低，表明Ihh-PTHrP信号通路参与了胶原诱导软骨，但是相对于生长因子组表达更低，说明胶原诱导软骨更不易向肥大化方向进行，说明胶原相对于生长因子更能维持软骨细胞表型。4）ERK1/2、p38、N-cadherin、fibronectin等蛋白水平结果表明，在软骨诱导过程中，胶原水凝胶对软骨相关蛋白的表达具有一定的调节作用，因此材料诱导软骨参与调节MAPK信号通路。由此可见，材料具有与生长因子接近的可诱导软骨形成的作用，参与调节了TGF-β下游信号通路、Wnt信号通路、Ihh-PTHrP信号通路以及MAPK信号通路。优化设计材料可实现通过材料直接诱导软骨形成，从而取代生长因子。不同的材料诱导软骨形成的能力不同。采用非胶原基水凝胶材料，如羟基磷灰石、丝束蛋白等，不能诱导间充质干细胞成软骨。即便胶原基水凝胶，软骨诱导性能也随材料的成分的不同而不同。该项目首次对材料诱导软骨分子机制进行研究，国内外尚无报道。 |
