优化递送FGF2促进关节软骨修复的基础研究

发布时间：2017-10-11 05:20

  本文关键词：优化递送FGF2促进关节软骨修复的基础研究

  更多相关文章： 关节软骨修复 成纤维细胞生长因子2(FGF2) 软骨下骨 骨形态发生蛋白(BMP)信号途径 胰岛素样生长因子(IGF1)

【摘要】：关节软骨无血供,发生损伤时难以修复,是临床医学面临的一个巨大的挑战,也是再生医学研究的热点。多种生长因子与关节软骨的形成和再生有关,被广泛用于关节软骨损伤修复研究。我们前期研究发现,时空递送成纤维细胞生长因子2(FGF2)可促进软骨损伤的修复。但FGF2在软骨修复中的应用仍存在作用机制不明确、组织或细胞的靶向性以及与其它生长因子合理的联合应用等问题。解决以上问题可为FGF2在关节软骨修复的合理应用提供新的思路和依据,也有助于对关节软骨损伤修复机制的理解。本文深入研究了FGF2在关节软骨修复中的分子水平作用机制,考察了相关生长因子在关节软骨修复中的作用；分析了FGF2在关节软骨修复中的组织或细胞靶向选择性,为优化FGF2的递送提供了依据；研究了IGF1在关节软骨修复中的作用,为其与FGF2在软骨修复中的联合应用奠定了基础。主要研究结果或结论如下：1.软骨层／软骨细胞不是FGF2作用的有效靶位置。FGF2直接作用于软骨层或软骨细胞,可加速软骨细胞外基质的降解、抑制修复相关内源性生长因子的表达,并可引起软骨细胞纤维化,但不利于关节软骨的修复。2.FGF2可有效调节软骨下骨促进软骨形成。FGF2可以上调软骨下骨中BMP2和4等内源性生长因子的表达,进而上调软骨形成早期的关键转录因子SOX9的表达,从而调节软骨下骨促进关节软骨形成。3.软骨下骨在关节软骨修复中具有重要的作用。发现BMP信号途径抑制因子BMP3加剧了软骨下骨的破坏程度,进而影响了全层关节软骨损伤的修复；确证了软骨下骨及BMP信号途径在关节软骨修复中具有重要的作用。BMP3还可增加软骨细胞外基质的降解,干扰软骨细胞的生存,抑制浅层关节软骨损伤的修复。4.IGF1作用于软骨层/软骨细胞有利于关节软骨的修复。IGF1作用于软骨层或软骨细胞,可在关节软骨修复早期保护软骨层细胞,防止细胞外基质的降解,从而改善新生软骨与原有软骨间的整合性,促进关节软骨修复。综上所述,本文探讨了FGF2, BMP3, IGF1对关节软骨修复的作用及机制,发现：软骨下骨在关节软骨修复中具有重要作用；FGF2选择性作用于软骨下骨可调控其BMP信号途径,促进关节软骨修复；IGF1作用于关节软骨层/软骨细胞有利于新生软骨整合,促进关节软骨修复。本研究丰富了生长因子对关节软骨修复作用机制的认识,为FGF2在关节软骨修复中的优化递送奠定了基础。
【关键词】：关节软骨修复 成纤维细胞生长因子2(FGF2) 软骨下骨 骨形态发生蛋白(BMP)信号途径 胰岛素样生长因子(IGF1)
【学位授予单位】：北京协和医学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R687;R318.08
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第一章 绪论11-39
• 1.1 关节软骨修复相关的结构与细胞11-17
• 1.1.1 关节软骨11-13
• 1.1.2 软骨下骨13-14
• 1.1.3 软骨细胞14-15
• 1.1.4 间充质干细胞15-17
• 1.2 软骨损伤的分类与治疗17-18
• 1.2.1 软骨损伤的分类17-18
• 1.2.2 软骨损伤的治疗18
• 1.3 关节软骨形成和再生相关的生长因子18-26
• 1.3.1 成纤维细胞生长因子19-20
• 1.3.2 骨形态发生蛋白20-22
• 1.3.3 转化生长因子β22-23
• 1.3.4 胰岛素样生长因子123-24
• 1.3.5 血管内皮生长因子24-26
• 1.4 课题的提出26-27
• 参考文献27-39
• 第二章 FGF2在浅层软骨损伤修复中的作用39-58
• 2.1 前言39-40
• 2.2 试剂与仪器40-41
• 2.2.1 试剂40
• 2.2.2 仪器和设备40-41
• 2.3 实验方法41-49
• 2.3.1 负载FGF2的胶原膜的制备41
• 2.3.2 实验动物及分组41
• 2.3.3 手术过程及取材41-42
• 2.3.4 组织切片染色42
• 2.3.5 组织学评分42-44
• 2.3.6 软骨细胞的分离与培养44-45
• 2.3.7 软骨细胞基因表达的检测45-49
• 2.4 结果49-54
• 2.4.1 组织样本的观察及评价49-50
• 2.4.2 软骨细胞的增殖与形态50-51
• 2.4.3 软骨细胞mRNA表达的变化51-54
• 2.5 讨论54
• 2.6 本章小结54-55
• 参考文献55-58
• 第三章 FGF2在全层软骨损伤修复中的作用58-84
• 3.1 前言58-59
• 3.2 试剂与仪器59-60
• 3.2.1 试剂59-60
• 3.2.2 仪器和设备60
• 3.3 实验方法60-66
• 3.3.1 负载FGF2的胶原/羟基磷灰石复合材料的制备60
• 3.3.2 实验动物及分组60-61
• 3.3.3 手术过程及取材61
• 3.3.4 BMSCs的分离与培养61
• 3.3.5 BMSCs增殖、形态及分化的检测61-62
• 3.3.6 组织样本及BMSCs基因表达的检测62-66
• 3.4 结果66-77
• 3.4.1 软骨层中mRNA的表达66-68
• 3.4.2 软骨下骨板中mRNA的表达68-70
• 3.4.3 关节下松质骨中mRNA的表达70-72
• 3.4.4 BMSCs增殖、形态与分化的检测72-75
• 3.4.5 BMSCs中mRNA的表达75-77
• 3.5 讨论77-80
• 3.5.1 FGF2对软骨层的作用77
• 3.5.2 FGF2对软骨下骨的作用77-78
• 3.5.3 FGF2对BMSCs的影响78-79
• 3.5.4 FGF2在软骨损伤修复中的机制79-80
• 3.6 本章小结80
• 参考文献80-84
• 第四章 BMP3在关节软骨修复中的作用84-104
• 4.1 前言84-85
• 4.2 试剂与仪器85-86
• 4.2.1 试剂85-86
• 4.2.2 仪器和设备86
• 4.3 实验方法86-93
• 4.3.1 负载BMP3的胶原膜及胶原/羟基磷灰石复合材料的制备86-87
• 4.3.2 实验动物及分组87
• 4.3.3 手术过程及取材87-88
• 4.3.4 组织切片染色88
• 4.3.5 组织学评分88-90
• 4.3.6 软骨细胞与BMSCs的提取与培养90
• 4.3.7 软骨细胞与BMSCs的增殖及分化检测90-91
• 4.3.8 软骨细胞与BMSCs基因表达的检测91-93
• 4.4 结果93-100
• 4.4.1 BMP3对浅层软骨损伤修复的作用93-94
• 4.4.2 BMP3对全层软骨损伤修复的作用94-96
• 4.4.3 BMP3对离体软骨细胞的作用96-98
• 4.4.4 BMP3对离体BMSCs的作用98-100
• 4.5 讨论100-101
• 4.5.1 BMP3在浅层软骨损伤修复中的机制100
• 4.5.2 BMP3在全层软骨损伤修复中的机制100-101
• 4.6 本章小结101
• 参考文献101-104
• 第五章 IGFI在关节软骨修复中的作用104-121
• 5.1 前言104-105
• 5.2 试剂与仪器105-106
• 5.2.1 试剂105
• 5.2.2 仪器和设备105-106
• 5.3 实验方法106-110
• 5.3.1 负载IGF1的胶原/羟基磷灰石复合材料的制备106
• 5.3.2 实验动物及分组106
• 5.3.3 手术过程及取材106-107
• 5.3.4 组织切片染色107
• 5.3.5 组织学评分107-110
• 5.3.6 组织样本基因表达的检测110
• 5.4 实验结果110-116
• 5.4.1 组织样本的大体观察110-111
• 5.4.2 术后1周IGF1对缺损周边软骨的保护作用111-112
• 5.4.3 IGF1对缺损周边软骨层及软骨下骨中mRNA表达的影响112-113
• 5.4.4 IGF1有利于新生组织的整合113-114
• 5.4.5 IGF1促进早期的软骨分化114-115
• 5.4.6 IGF1促进关节软骨的修复115-116
• 5.5 讨论116-117
• 5.6 本章小结117
• 参考文献117-121
• 全文总结121-122
• 发表论文情况122-123
• 致谢123

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本文编号：1010714