生物活性玻璃陶瓷涂层通过Hedgehog/Smo/Gli1信号通路促进骨髓干细胞增殖的实验研究

摘要

背景:
　　随着生物工程技术的不断发展，生物活性玻璃陶瓷在促进骨骼生长与重建方面发挥了重大作用。Hedgehog/Smo/Gli1信号通路作为骨发育及生长的重要调节信号通路，目前关于生物活性玻璃陶瓷涂层与Hedgehog/Smo/Gli1信号通路之间作用机制的研究尚少。
　　目的:
　　探讨生物活性玻璃陶瓷涂层通过Hedgehog/Smo/Gli1信号通路促进骨髓干细胞成骨的机制。
　　方法:
　　1.采用熔炉法制备生物活性玻璃陶瓷(BGC)涂层材料，利用扫描及透射电子显微镜观察涂层形态。
　　2.提取骨髓间充质干细胞提纯并培养，接种于生物活性玻璃陶瓷(BGC)涂层上，采用免疫荧光染色检测ki-67，RT-PCR和蛋白质印迹方法检测成骨细胞特异性标记物BMP2、Osteocalcin、ALP和Runx2及Hedgehog信号通路核心转录因子Gli和Smo蛋白表达。
　　3.使用Hedgehog信号通路拮抗剂Cyclopamine后观察Hedgehog信号通路核心转录因子Gli和Smo蛋白表达。
　　结果:1.扫描电镜下见BGC涂层表面无裂纹，光滑均匀致密，透射电镜下见BGC涂层呈均匀细颗粒样，颗粒之间构成致密的介孔结构，相互交错呈现出蜂窝多孔状形态。扫描电镜见侧面BGC涂层厚度约为350nm。涂层符合三维多孔样结构，利于组织工程学中种子细胞的生长发育。
　　2.骨髓间充质干细胞经过传代后呈现均一梭型，具有旋涡状及放射状排列的特征。
　　3.生物活性玻璃陶瓷组中ki-67阳性指数明显高于对照组。生物活性玻璃陶瓷组中Gli1、Smo、BMP2、Osteocalcin、ALP和Runx2表达显著高于对照组。
　　4.加入Hedgehog信号通路阻断剂后生物活性玻璃陶瓷组中Gli1、Smo表达较对照组明显降低。
　　结论:
　　1.生物活性玻璃陶瓷涂层具有三维多孔隙结构，为种子细胞生长提供良好的生长增殖条件，同时为种子细胞提供生长模板及物理支撑。
　　2.生物活性玻璃陶瓷涂层通过Hedgehog/Smo/Gli1信号通路上调BMP2、OC、ALP及Runx2等促骨蛋白基因的表达，从而促进成骨细胞形成。

目录

声明

摘要

中英文缩略词表

第一章 绪论

第二章 材料与方法

2．1 实验动物

2．2 生物活性玻璃陶瓷制备

2．3 实验材料及仪器

2．4 实验试剂

2．5 相关试剂配伍

2．6 实验方法

2．7 观察指标

2．8 统计学分析

第三章 结果

3．1 生物活性玻璃陶瓷涂层的形态及结构

3．2 骨髓间充质干细胞形态特征

3．3 细胞免疫荧光染色结果

3．4 RT-PCR检测成骨相关蛋白的表达结果

3．5 蛋白质印迹法检测成骨相关蛋白的表达结果

3．7 加入Hh通路阻断剂Cyclopamine后Gli1、Smo的蛋白质印迹法检测结果

第四章 讨论

第五章 结论

参考文献

致谢

综述 骨组织工程学的研究进展

附录