Ⅰ型胶原诱导骨髓间充质干细胞及成骨细胞的成骨分化机制

摘要

背景：Ⅰ型胶原为骨组织细胞外基质的主要成分，多项研究表明其具有诱导成骨分化的能力，其在骨组织矿化过程中起着重要的作用，目前生物材料领域正致力研究替代Ⅰ型胶原的仿生材料。目的：综述Ⅰ型胶原诱导成骨的机制，在生物矿化过程中的作用及在牵张成骨过程中的实时表达。方法：检索CNKI数据库和 PubMed 数据库检索1990至2017年期间关于Ⅰ型胶原诱导成骨、牵张成骨Ⅰ型胶原表达及生物矿化的文章，检索词分别为“Ⅰ型胶原（Ⅰ型胶原蛋白），骨髓间充质干细胞，成骨细胞，牵张成骨，生物矿化”和“type I collagen，bone marrow mesenchymal stem cells，osteoblast，distraction osteogenesis，mineralization”，最后选择58篇文章纳入结果分析。结果与结论：①Ⅰ型胶原诱导骨髓间充质干细胞及成骨细胞成骨分化主要通过胶原-整合素信号通道；②在牵张成骨早期Ⅰ型胶原分泌较少，中后期分泌较多，成为细胞外主要基质；③矿化机制目前主流2种学说：Ⅰ型胶原在生物矿化中起到模板支架作用，引导钙盐沉积、矿化；无定形磷酸钙无机质渗入胶原纤维之间，由非晶体状态转为晶体状态，形成定向排列晶体结构。