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1、·252· 口腔颌面外科杂志 2001年第11卷第3期 骨缺损修复的BMP基因治疗REPAIRINGBONEDEFECTSWITHBMPGENETHERAPY蒋欣泉, 张志愿中图分类号:R782.2 文献标识码:A 文章编号:100524979(2001)0320252204 骨缺损的修复一直是修复重建外科的一项重要它因子,为骨缺损修复的BMP基因治疗奠定了基课题。传统治疗以自体骨移植为最优,但是自体骨来础。源有限,并且会对供体造成新的缺损。异体骨有免疫2BMP基因治疗的技术路线原性,而且有潜在
2、传染病原体的危险。金属类、合成基因治疗是把治疗基因转入靶细胞,该基因由塑料类、陶瓷类以及硅橡胶等人工材料缺乏骨诱导靶细胞转录成mRNA并且翻译成蛋白质。依靠基因性。骨的修复与生长受多种生长因子调控,有多种细产物的作用,靶细胞可被刺激分化,产生基质,或改[5]胞因子可以促进骨的修复,骨形态发生蛋白(BMP)变生物学特征。1990年9月美国批准了第一个体是其中最重要的一种,它已被公认为是目前最强的细胞基因治疗临床方案。到1998年全球批准了300[1]骨诱导因子。套临床方案,有3000多人接受了转基因治疗。这
3、些1 骨修复BMP基因治疗的研究背景试验表明基因治疗可广泛用于人类各种疾病,而且[6]骨形成蛋白属于TGF2B超家族,Urist发现脱副反应非常低。应用BMP基因治疗的优点在于:矿骨基质植于皮下或肌组织内可诱导骨组织形成,基因产物可以向局部和靶向释放;局部基因转导可这一现象成为发现BMP家族的起点,如今该家族以最大限度地增加局部治疗效果,减小全身副作用;已有43个成员,其中BMP2、4、5、6、7等与骨、软可以获得持续或缓释的基因产物;多种基因可以分骨、肌腱、牙周组织、牙本质的形成有极为密切的关别转导,并
4、分别调控;内源性合成的蛋白可能比外源[7]系,均起诱导骨形成的作用。BMP通常以二聚体的重组蛋白具有更大的生物学活性。形式存在,作用的靶细胞是局部具有多向分化能力体细胞作为基因治疗的靶细胞,导入目的基因的母细胞。骨母细胞向矿化细胞的转化,是骨再生中的途径有两种:一种为ExVivo,即间接基因治疗途的关键步骤。BMP是这一转化过程的重要调节因径,该途径是先从患者体内取出某一器官组织的细子,在高于一定浓度时,可启动骨形成的一系列步胞,体外扩增后,将目的基因转入靶细胞形成表达外骤,与其特异的受体结合,引起细胞内
5、的信号转导,源基因的遗传修饰细胞,选择高表达的细胞扩增培[2]启动细胞的矿化系统。应用BMP促进骨缺损修复养,以一定数量移植到患者体内;另一种是InVivo,的动物实验研究,已有大量的文献报道。目前国内外直接基因治疗途径,即将目的基因在体内直接转移已开始将BMP应用于临床。到靶细胞,所用载体必须具有特异的导向性和对靶但是传统的BMP蛋白制备,无论是从骨基质细胞具有足够高的转移效率。ExVivo基因治疗的中提纯,还是用基因工程表达,程序复杂,产量低,活优点是选择细胞简单,转导的细胞可严格控制,允许性不稳定;
6、在修复大动物的骨缺损时,BMP的用量在移植入体内之前作安全性鉴定,没有病毒颗粒或大,可能会产生毒性反应;BMP作为外源性蛋白植其它物质直接进入体内。缺点是技术复杂,侵入性[3][8]入体内,也可能引起免疫反应。近几年来有学者开强,所需设备复杂。始探索应用BMP基因治疗的方法,来加速骨缺损选择合适的靶细胞,是基因治疗成功与否的一的修复。1988年美国基因研究所Wozney博士首先作者单位:上海第二医科大学附属第九人民医院口腔颌面外科从人骨肉瘤U-2OS细胞系克隆出人BMP12(200011)[4]4cDNA
7、。随后陆续克隆获得了BMP家族中的其作者简介:蒋欣泉(1971-),男,无锡,博士研究生。 口腔颌面外科杂志 2001年第11卷第3期 ·253·个重要因素。靶细胞应该容易取出和移植;容易在体分化成成骨细胞。这个模型说明可采用如牙龈、皮肤[14]外培养;外源目的基因能高效导入;具有较长的寿等容易取得并能再生的组织进行基因治疗。命;目前骨修复常用的靶细胞主要有骨髓干细胞,成Brewitbart等应用人BMP27构建了反转录病纤维细胞等。应用骨髓细胞来表达基因有许多优点,毒表达质粒LNCX2BMP27和LNB
8、2actin2BMP27,骨髓细胞很容易采集并进行组织培养,骨髓细胞具用于转染新西兰白兔骨膜细胞。前者由于含有作用有成骨潜能,转基因分泌的BMP可以对它们起作强大的CMV启动子,过多地产生了羟基磷灰石,对[9]用。骨膜细胞产生了毒害;而后者应用了较温和B2actin有效的基因治疗与如何将外源基因转移到细胞启动子,转染骨膜细胞效果理想。转染的骨膜细胞通内并进行有效的表达是分不开的,所以真核基因的过Northern杂交和酶联免疫反
