Ihh在組織工程骨構建中作用和機制研究

《Ihh在組織工程骨構建中作用和機制研究》是依託上海交通大學，由胡洪亮擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：Ihh在組織工程骨構建中作用和機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：胡洪亮
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

目前成骨細胞發育的詳細分子機理尚未闡明，探討這方面的機制，對骨和有關疾病的防治具有十分重要的意義。本課題是在前期工作的基礎上，以骨髓基質幹細胞（MSCs）為模式，將具有示蹤作用的pLNCX2-EGFP-Ihh重組逆轉錄病毒轉導MSCs，誘導成骨，分別利用逆轉錄Realtime－PCR、Luciferase分析和Multiplex Western blot等對Ihh在骨發育中血管化（angiogenesis）作用與Wnt和 BMP的信號串話（crosstalking）機制開展深入研究，後採用組織工程技術，以藻酸鹽/I型膠原為支架複合Ihh誘導的細胞修復中國青山羊脛骨缺損（20mm）模型，用X線、雷射共聚焦螢光顯微技術，組織化學和原位雜交等研究Ihh在體內局部的作用。研究Ihh信號轉導在成骨中的作用機制,對探索Ihh在構建組織工程骨中的構建具有重要價值和套用前景。

結題摘要

摘要 背景：目前，早期血管化是骨組織工程修復骨缺損的基礎，因而採用生長因子誘導骨髓基質幹細胞向骨細胞及促進缺損部位血管化成為了研究熱點。有研究證實Indian hedgehog信號通路在骨發育與血管發生中均發揮著重要的作用。 目的：探討Ihh轉導信號通路對C3H10T1/2與BMSC 細胞的調控作用及機制，檢測植入Ihh+EGFP+BMSC/HA複合物對脛骨平台缺損的修復能力。 方法：體外培養Ihh+EGFP+C3H10T1/2與C3H10T1/2細胞，鏡下和HE染色觀察比較其形態變化，實時定量PCR和RT-PCR檢測骨細胞及血管內皮細胞相關基因的表達水平，阿爾新藍染色檢測骨基質的表達情況。分別植入Ihh+EGFP+BMSC/HA、EGFP+BMSC/HA、BMSC/HA三組複合物，於2w、4w、8w、12w不同時間點處死動物，並行大體觀察，CT及HE染色檢測新生骨組織及血管的生成情況。 結果與結論：檢測結果顯示鏡下Ihh+EGFP+C3H10T1/2細胞形態發生明顯改變，可見類骨細胞。AKP、VEGF、Col2a1等骨和血管分化相關基因以不同速度上調錶達；培養14d和21d後，細胞表達OC、ColⅩ、ColⅠ、Flk-1、CD31等一系列骨及血管分化的相關基因；細胞骨基質生成較豐富。這表明在C3H10T1/2細胞體外培養過程中，Ihh能有效地誘導其向骨細胞或血管內皮細胞分化。Ihh+EGFP+C3H10T1/2細胞中Wnt家族成員mRNA水平呈上調錶達，Runx-2蛋白表達顯著增強，說明Ihh可通過調控Wnts促進細胞向骨細胞分化。植入Ihh+EGFP+BMSC/HA複合物組，其脛骨缺損癒合情況明顯優於其他組，即Ihh在構建組織工程骨中具有重要的作用。這為進一步探討Ihh信號通路在骨發育及血管發生方面的調控機理奠定了基礎，並運用到臨床組織工程骨上，從而為解決骨組織工程早期血管化提供新的方案。