力生长因子通过调节BMP信号通路的式促进BMP2的成骨效能

摘要

局部应用BMP2能促进大段骨缺损治疗,辅助的力学刺激则能放大BMP2的成骨效应.力生长因子的C端24肽(MGF24E),一个力敏感分子,已经被证实能促进成骨.在此,我们提出MGF24E能通过调节BMP信号途径的方式增强BMP2成骨效能的假说.为了证实这一猜想,对成骨细胞进行了Smad5siRNA的预处理,研究了在Smad5正常表达和沉默条件下MGF24E、BMP2以及BMP2/MGF24E等因子刺激对成骨细胞Smad1/5/8磷酸化、下游成骨相关分子表达和矿化等方面的影响.此外,制备了兔桡骨中段15mm的骨缺损模型,运用影像学、组织学和免疫组化等评价手段分析了细胞因子对缺损愈合的作用.显示,MGF24E能通过上调p-Smadl/5/8蛋白表达和下游成骨基因表达的方式增强BMP2活化的Smad信号途径强度.相对于5nM BMP2的单独作用,25nM MGF24E和5nM BMP2联合刺激能得到更高的ALP mRNA表达和细胞矿化水平.然而,对MGF24E调节的BMP途径的抑制却能完全阻断联合刺激引起的成骨分化.在体内实验中,MGF24E能上调内源性BMP2的表达.较之单一BMP2用药,联合了MGF24E的BMP2给药能显著性地增加再生骨组织的BMD值、影像学评分以及形态学修复,为BMP2的骨缺损治疗提供了一种新的策略.