預誘導軟骨分化促進頜骨再生的效應及機制研究

《預誘導軟骨分化促進頜骨再生的效應及機制研究》是依託武漢大學，由王貽寧擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：預誘導軟骨分化促進頜骨再生的效應及機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王貽寧
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

缺血缺氧局部環境是導致口腔頜面部骨缺損和種植體周骨缺損成骨不全或骨移植失敗的重要原因。如何使細胞耐受惡劣環境並儘快建立血供是解決此難題的關鍵。由於軟骨細胞對缺血缺氧環境有較強的抵抗力，多年前軟骨塊移植治療頜骨缺損曾被寄予厚望，但因其效果不佳被否決。有學者認為軟骨成骨的策略並不適用於膜內成骨來源的頜骨。但是，Martin組和本課題組都發現預誘導處理的肥大軟骨細胞形成的組織工程軟骨可在體內異位成骨，而且我們又發現它在膜內成骨來源的牙槽骨和顱骨內同樣有效。這一現象背後的機制不明。因此，本項目提出預誘導軟骨分化促進頜骨成骨的兩個可能機制：肥大軟骨細胞募集間充質幹細胞、內皮祖細胞和單核巨噬細胞等遷移到缺損部位，並相互作用最終促進成骨；同時軟骨塊中的肥大軟骨細胞向成骨細胞分化，進一步加強成骨。本課題建立在大量前期研究基礎上，預誘導軟骨塊移植有望為頜骨和牙周骨再生、種植體周骨缺損治療提供新思路和新方法。

結題摘要

缺血缺氧局部環境是導致口腔頜面部骨缺損和種植體周骨缺損、成骨不全或骨移植失敗的重要原因。如何使細胞耐受惡劣環境並儘快建立血供是解決此難題的關鍵。由於軟骨細胞對缺血缺氧環境有較強的抵抗力，多年前軟骨塊移植治療頜骨缺損曾被寄予厚望。因此，本項目根據前期研究基礎，提出預誘導軟骨塊作為一種新型的模擬體內軟骨內成骨發育過程的組織工程媒介，能夠有效地治療各類骨缺損模型，甚至包括頜骨這類利用膜內成骨發育而來的骨。在本項目中，我們製備並最佳化了3D列印鈦合金支架及羥基磷灰石塗層，載入骨髓來源間充質幹細胞（bone mesenchymal stem cells，BMSCs）預誘導成軟骨塊；之後，利用大鼠下頜骨缺損模型，驗證預誘導軟骨塊在修復頜骨缺損中的有效性；最後，證實預誘導軟骨塊在骨生成過程中與受體其他免疫細胞（尤其是巨噬細胞）間的相互作用、重要聯繫及相關機制；此外，我們還證實一種芳香烴受體（AhR）激活劑—FICZ防治牙周炎的效果及其相關機制。實驗結果表明，相比於傳統的利用BMSCs直接作為一種種子細胞治療骨缺損的方法，預誘導軟骨塊體現出了更好的效果，一方面是體現在最終成骨效果更佳，另一方面，體外試驗提示預誘導軟骨塊可能比未分化的BMSCs具有更良好的免疫調節能力，預誘導軟骨塊促巨噬細胞M2向極化而抑制其M1向極化，而兩種表型的巨噬細胞都可以不同程度地促進軟骨塊成骨成血管進程。從骨免疫的角度來說，這具有重大的意義。因為任何植入物植入體內後，都先要與體內的各類免疫細胞發生作用，能夠更好地調節局部免疫微環境的植入物，不僅自身具有更大的可能性存活下來，而且可以利用局部免疫微環境，幫助達到最後的成骨成血管的效果。這給臨床上組織工程的利用巨大的啟發。本課題建立在大量前期研究基礎上，預誘導軟骨塊移植有望為頜骨和牙周骨再生、種植體周骨缺損治療提供新思路和新方法。