付冬梅，王　拓，陳紅亮，孫　勇

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不同生長(zhǎng)因子在骨再生修復(fù)中的作用研究進(jìn)展

付冬梅，王拓，陳紅亮，孫勇

[關(guān)鍵詞]骨再生；生長(zhǎng)因子；牙槽骨；修復(fù)；研究進(jìn)展

作者單位: 646000四川瀘州，四川醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院（付冬梅，王拓）；成都軍區(qū)機(jī)關(guān)醫(yī)院口腔科（付冬梅，王拓，陳紅亮，孫勇）

在口腔種植中，拔牙后牙槽嵴吸收是普遍現(xiàn)象[1]，這是由于拔牙后缺乏生理性的刺激，牙槽骨逐漸萎縮和吸收[2]，長(zhǎng)期如此將導(dǎo)致牙槽骨三維空間的不足，不利于后期種植義齒修復(fù)。Tom1in等[3]研究表明，拔牙后前3個(gè)月的愈合期中，牙槽嵴的高度損失最小1 mm，寬度損失大約4～6 mm，并可能導(dǎo)致軟組織、骨組織畸形，影響修復(fù)。雖然大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為牙槽嵴的吸收是不可避免的，但如何最大限度減少骨組織的吸收仍是目前研究的熱點(diǎn)[4]。

牙槽骨是一個(gè)動(dòng)態(tài)的、高度血管化的組織，有自愈的能力。生理?xiàng)l件下的骨再生是一個(gè)極其緩慢、復(fù)雜的過程[5]，是一系列趨化因子、細(xì)胞增殖、基質(zhì)合成和分化在時(shí)間上有序調(diào)節(jié)的過程。傳統(tǒng)的手術(shù)治療雖然取得了可觀的療效，但是也有其缺陷和局限性。組織工程骨的出現(xiàn)為骨再生帶來一線生機(jī)，從骨的生成機(jī)制出發(fā)，如何在時(shí)間上控制各種不同生物活性的生長(zhǎng)因子在骨愈合的不同階段發(fā)揮作用，如何恰當(dāng)使用各種生長(zhǎng)因子誘導(dǎo)調(diào)控成骨種子細(xì)胞向成骨方向分化，以用于骨再生、骨重建，模仿自然骨生成過程[6]，已成為研究熱點(diǎn)。本文針對(duì)不同生長(zhǎng)因子，包括骨形態(tài)發(fā)生蛋白9（bone morPhogenetic Protein 9，BMP9）、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1（tansforming growth factor，TGF-β1）、成骨細(xì)胞特異性轉(zhuǎn)錄因子（Osterix，Osx）、血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子（Vascu1ar endothe1ia1 growth factor，VEGF）的研究進(jìn)展做一綜述。

1　BMP9

BMPs屬于轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β超家族成員，是一組具有類似結(jié)構(gòu)的高度保守的分泌型多功能蛋白[7]，在細(xì)胞黏附、增殖、分化，骨骼發(fā)育和骨組織形成中發(fā)揮重要作用。目前發(fā)現(xiàn)人BMP家族至少存在40種成員（被證實(shí)的有15種）[8]，其中BMP2、BMP4、BMP6、BMP7和BMP9能有效地在體內(nèi)和體外誘導(dǎo)間充質(zhì)干細(xì)胞向成骨分化。BMP9是近期研究發(fā)現(xiàn)成骨誘導(dǎo)能力最強(qiáng)的細(xì)胞因子之一[9]，2009年Kang等[10]指出，BMP9的發(fā)現(xiàn)為促進(jìn)成骨干細(xì)胞增殖分化、骨再生和制作高效成骨植骨材料提供了重要的幫助，從此引起人們廣泛的關(guān)注。2010年盧小娟等[11]報(bào)道，重組腺病毒介導(dǎo)的BMP9對(duì)橈骨骨缺損后的成骨修復(fù)作用強(qiáng)于BMP2。2011年趙丹等[12]報(bào)道，BMP9可以促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞C3H10T1/2定向成骨分化。2012年黃恩毅等[13]通過在體外、器官培養(yǎng)和體內(nèi)3個(gè)層面上研究GH和BMP9對(duì)間充質(zhì)干細(xì)胞成骨分化的影響，得出BMP9能有效促進(jìn)骨生成，且與生長(zhǎng)激素存在協(xié)同作用。隨后徐靜[14]、李麗[15]等相繼觀察到BMP9可誘導(dǎo)成骨細(xì)胞分化。2015年賀引等[16]報(bào)道，聯(lián)合VEGF可明顯增強(qiáng)BMP9誘導(dǎo)C3H10T1/2細(xì)胞成骨分化能力。由此可見，BMP9在骨修復(fù)過程中起著重要作用，且多數(shù)學(xué)者研究報(bào)道一致，BMP9促進(jìn)骨再生與其濃度相關(guān)，適當(dāng)濃度可有效促進(jìn)骨再生修復(fù)過程。

2　TGF-β1

TGF-β1是細(xì)胞和組織中最豐富的TGF-β成員，是骨組織細(xì)胞的重要生長(zhǎng)調(diào)節(jié)因子[17]，可協(xié)同BMP9誘導(dǎo)成骨作用，但作用方式有待闡明。李新等[18]在2011年通過觀察32只成年大耳白兔下頜骨牽張成骨的研究，發(fā)現(xiàn)TGF-β1在牽引成骨區(qū)的表達(dá)明顯增強(qiáng)。隨后何小川等[19]報(bào)道，基因治療能促進(jìn)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1的表達(dá)，促進(jìn)牽引區(qū)細(xì)胞基質(zhì)的形成和新骨生成。柏彬、陸耀宇等[20-21]通過不同實(shí)驗(yàn)得出，在骨缺損修復(fù)過程中，TGF-β1與其他生長(zhǎng)因子有良好的協(xié)同作用。2014年陳誠(chéng)等[22]報(bào)道，不同濃度TGF-β1對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞增殖起到不同的促進(jìn)作用，且濃度為150 ng/L時(shí)增殖速度最快。張安美[23]發(fā)現(xiàn)，TGF-β1濃度為0.5 ng/m1時(shí)增加骨鈣素的表達(dá)，而在10 ng/m1時(shí)則相反。由此可見，TGF-β1能促進(jìn)成骨，且與濃度有關(guān)，同時(shí)能與其他生長(zhǎng)因子協(xié)同作用。

3　Osx

Nakashima等[24]在2002年首次發(fā)現(xiàn)Osx，其隸屬于SP/XKLF家族，是一類含鋅指結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄因子。它在前成骨細(xì)胞向成熟的成骨細(xì)胞分化以及成骨細(xì)胞的標(biāo)志基因表達(dá)中，都起到了非常重要的作用，且只在成骨性質(zhì)細(xì)胞中特異性表達(dá)[25]，Koga等[26]研究發(fā)現(xiàn)，Osx能與激活T細(xì)胞核因子形成復(fù)合物，協(xié)同促進(jìn)成骨細(xì)胞骨形成。Tu等[27]在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明，植入表達(dá)Osx的干細(xì)胞比植入表達(dá)其他骨特異性基因的干細(xì)胞更能促進(jìn)骨組織再生。韓旻軒[28]在大鼠的正畸牙齒移動(dòng)的動(dòng)物模型中發(fā)現(xiàn)，牙槽骨和牙骨質(zhì)周圍見大量Osx陽性細(xì)胞，認(rèn)為Osx參與了牙周組織的改建活動(dòng)，并與新骨的形成有密切關(guān)系。陳思旭[29]觀察Osx對(duì)骨量和骨生長(zhǎng)的調(diào)控作用，觀察到Osx敲除小鼠脊柱發(fā)育嚴(yán)重障礙，出現(xiàn)脊柱側(cè)彎等畸形。

4　VEGF

VEGF是主要的成血管因子，可調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞遷移、增殖及毛細(xì)血管生成，同時(shí)還能提高成骨細(xì)胞的活性，促進(jìn)軟骨內(nèi)成骨[30]。賀晉棟等[31]報(bào)道，VEGF mRNA在成骨細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定表達(dá)。楊慶秋等[32]通過觀察新西蘭大白兔左側(cè)橈骨中段骨干缺損模型中VEGF的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)VEGF可能在骨折愈合的過程中起重要作用。王占義等[33]通過研究24只日本大耳兔下頜骨骨折愈合過程中VEGF的變化規(guī)律及其作用，觀察到VEGF在骨折愈合過程中高表達(dá)，且具有時(shí)間依賴性。另有研究得出，Bio-Oss骨粉復(fù)合VEGF修復(fù)骨缺損的成骨效果理想，明顯優(yōu)于單純Bio-Oss的成骨效果[34]。

大多數(shù)學(xué)者的研究證明，骨再生修復(fù)過程中最主要的因子為成骨因子和成血管因子。骨形態(tài)發(fā)生蛋白和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子是骨重建過程中，骨生成和血管生成主要的調(diào)節(jié)者[35]。多數(shù)研究表明，聯(lián)合使用成骨與成血管生長(zhǎng)因子比單獨(dú)使用其中一種具有更好的成骨效果。但是，如何控制外源性成骨和成血管生長(zhǎng)因子的釋放劑量，是治療策略的關(guān)鍵問題[6]。

5　其他生長(zhǎng)因子

骨的修復(fù)和再生是多因素共同調(diào)節(jié)的過程，本文未詳述的其他生長(zhǎng)因子，如白細(xì)胞介素-17在骨質(zhì)破壞反應(yīng)中對(duì)破骨細(xì)胞的活化和骨吸收均發(fā)揮著重要作用[36]；成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子9在骨骼發(fā)育早期促進(jìn)軟骨細(xì)胞肥大，在骨骼發(fā)育后期調(diào)節(jié)血管化和成骨過程[37]；此外，白細(xì)胞介素-1β、白細(xì)胞介素-4、白細(xì)胞介素-6、腫瘤壞死因子、血小板源性生長(zhǎng)因子及胰島素樣生長(zhǎng)因子等，均能有效促進(jìn)成骨[38]。其他諸多生長(zhǎng)因子促進(jìn)骨再生修復(fù)在理論上也具有一定的可行性，而臨床應(yīng)用研究相對(duì)較少。

目前關(guān)于生長(zhǎng)因子與理化刺激以及與中醫(yī)中藥聯(lián)合應(yīng)用促進(jìn)成骨再生修復(fù)的研究，國(guó)內(nèi)外報(bào)道較少[39]。目前多數(shù)生長(zhǎng)因子協(xié)同修復(fù)骨缺損的作用機(jī)制尚不明確，各生長(zhǎng)因子及其與骨替代材料復(fù)合物是否可以應(yīng)用于臨床，有待進(jìn)一步研究和驗(yàn)證。隨著組織工程骨的深入研究，實(shí)現(xiàn)調(diào)控各種生長(zhǎng)因子符合嚴(yán)格的時(shí)間格局和空間格局表達(dá)的智能生物支架，具有巨大的應(yīng)用前景，從而有利于骨組織的快速再生。

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收稿日期：（2015-11-30）

通訊作者：孫勇，E-mai1：2623457656@qq.com

基金項(xiàng)目：全軍“十二五”科研面上課題（CWS11J024）

文章編號(hào)1004-0188（2016）02-0219-03

doi:10.3969/j.issn.1004-0188.2016.02.042

中圖分類號(hào)R 782.13

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A