《OPN和BSP對骨內植入材料界面巨噬細胞免疫回響的調控》是依託武漢大學，由夏海斌擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：OPN和BSP對骨內植入材料界面巨噬細胞免疫回響的調控
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：夏海斌
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
骨內種植體植入體內早期反應的主導細胞是巨噬細胞。與聚合物-骨界面的巨噬細胞持續存在與融合不同，鈦-骨整合界面早期的巨噬細胞則快速消失。鈦植入骨內後先形成OPN和BSP為主的粘合線蛋白層，而OPN和BSP可介導巨噬細胞在鈦表面的黏附。近期體外研究和本課題組預實驗顯示，OPN和BSP可影響巨噬細胞的融合與生存。因此，本項目提出，OPN和BSP很可能通過影響巨噬細胞表型、融合和凋亡，而對鈦-骨界面的巨噬細胞免疫回響發揮調控作用。本課題擬從體內和體外實驗兩種角度來驗證假設，首先在不同動物模型中觀察OPN和BSP在植入材料界面對巨噬細胞分布和轉歸的影響。然後在體外細胞學實驗中，觀察OPN和BSP對巨噬細胞M1/M2表型、凋亡、融合的影響及其可能機制。本項目將粘合線蛋白對巨噬細胞免疫應答的調控作為材料界面研究的新切入點，來探尋生物材料的免疫回響機制，這將為植入材料的改性開闢新的設計思路。
結題摘要
骨內種植體植入機體後，會引發機體的先天免疫反應，巨噬細胞是其界面早期反應的主導細胞。鈦種植體植入骨內後會形成骨橋蛋白（OPN）和骨涎蛋白（BSP）為主的蛋白層，那么OPN和BSP很可能對巨噬細胞的生物學活性起調控作用。本項目首先通過動物實驗觀察了鈦和PMMA骨內植入後的早期多核巨細胞的分布和OPN、BSP的界面表達，然後通過細胞學實驗觀察了OPN對巨噬細胞的不同活性的影響，如不同濃度OPN對巨噬細胞極化的影響，OPN和白介素-4（IL-4）對巨噬細胞M2型極化的影響，OPN和LPS對M1型巨噬細胞極化的影響，OPN對巨噬細胞破骨分化相關因子表達的影響，OPN對巨噬細胞融合活性的影響。還通過體外實驗觀察了BSP對巨噬細胞的增殖、細胞遷移能力、細胞黏附、細胞融合以及炎症因子的基因表達。研究發現，不同骨內植入材料影響其界面的多核巨細胞的分布和OPN、BSP的表達，隨著癒合時間延長，骨界面的多核巨細胞數量呈現下降趨勢，7d時OPN和14d時BSP表達達到高峰。不同濃度的OPN可促進巨噬細胞M1型及M2型分子的基因表達，並在一定OPN濃度範圍內呈濃度依賴關係。OPN可與LPS誘導劑呈協同作用，促使巨噬細胞向M1型極化。OPN可與IL-4誘導劑呈協同作用，促進巨噬細胞M2型分子的表達，促使巨噬細胞向M2型極化。OPN可促進巨噬細胞融合形成多核的FBGCs，並與IL-4有協同作用。OPN能夠促進巨噬細胞的破骨分化相關因子TRAP、MMP-9、CTSK等的表達。巨噬細胞的增殖不受骨涎蛋白濃度的影響，但骨涎蛋白能促進巨噬細胞的遷移、融合，以及黏附基因和炎症因子基因的表達。本項目對界面蛋白OPN和BSP對巨噬細胞免疫應答的調控作用的探索，提示界面蛋白可能是生物材料改性的潛在靶點，為進一步挖掘研究具有特徵作用的靶點蛋白提供了一定的實驗依據和研究基礎。
