骨形成蛋白2局部基因治療牙周骨缺損的研究進(jìn)展

1、骨形成蛋白-2部分基因治療牙周骨缺損的研究進(jìn)展摘要：關(guān)鍵詞：牙周骨缺損是牙周病的嚴(yán)重后果之一，一般自身很難到達(dá)完善的修復(fù)。骨形成蛋白-2bp-2作為一種高效誘導(dǎo)成骨因子，有望進(jìn)步牙周骨缺損的治療效果。筆者就bp-2部分基因治療在牙周骨缺損方面的根底與應(yīng)用研究進(jìn)展做一綜述。1bp-2的作用骨形成蛋白除了bp-1外，都屬于轉(zhuǎn)化生長因子-超家族的成員。在bps中，bp-2的誘骨作用最強(qiáng)，是發(fā)現(xiàn)的唯一能單獨(dú)誘導(dǎo)成骨的骨形成蛋白，存在于具有成骨潛質(zhì)的細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，可以誘導(dǎo)未分化的間充質(zhì)細(xì)胞向成骨細(xì)胞和成牙骨質(zhì)細(xì)胞分化，促進(jìn)牙周組織新骨的形成1。研究說明，bp-2等因子可以影響牙周膜成纖維細(xì)胞pdlfs

2、堿性磷酸酶的活性，調(diào)高與礦化相關(guān)的蛋白如骨鈣素和骨橋蛋白等的基因表達(dá)，促進(jìn)pdlfs向成骨細(xì)胞表型的分化2。因此，直接應(yīng)用bp-2作用于牙周組織細(xì)胞，可以起到促進(jìn)牙周間充質(zhì)細(xì)胞的增殖和分化，到達(dá)治療牙周骨缺損的作用。但是目前的研究顯示，這一作用到達(dá)并可維持最正確效應(yīng)的時間較短，臨床應(yīng)用可能需要大劑量和長期的作用，且直接應(yīng)用外源性的bp-2可能引起免疫反響等不良反響3。通過轉(zhuǎn)基因的方法，將bp-2基因?qū)氚屑?xì)胞內(nèi)并穩(wěn)定在部分發(fā)揮生物效應(yīng)，有望解決外源性細(xì)胞因子的應(yīng)用缺乏之處。通過對牙周細(xì)胞的轉(zhuǎn)染，內(nèi)源性bp-2的分泌，一方面可以促進(jìn)間充質(zhì)細(xì)胞的分化和增殖，另一方面亦可直接促進(jìn)骨組織的生長。司曉輝

3、等的研究說明，轉(zhuǎn)染bp-2基因后，人牙周膜成纖維細(xì)胞內(nèi)可以產(chǎn)生bp-2并可以在裸鼠體內(nèi)誘導(dǎo)新骨的形成4。2靶細(xì)胞的選擇部分基因治療的靶細(xì)胞是研究的關(guān)鍵問題。對于基因治療的研究來說，靶細(xì)胞需要滿足方便獲取，易于培養(yǎng)，生長周期長等條件?？梢怨┻x擇的細(xì)胞類型主要有牙周膜細(xì)胞pdls，牙齦成纖維細(xì)胞gfs等。牙周膜細(xì)胞是牙周骨缺損治療的關(guān)鍵細(xì)胞，包括牙周膜成纖維細(xì)胞，成骨細(xì)胞，成牙骨質(zhì)細(xì)胞及未分化的間充質(zhì)細(xì)胞等。牙周膜成纖維細(xì)胞pdlfs是占比例最多的細(xì)胞，是牙周膜中最常見的細(xì)胞。pdlfs是一種具有多分化類型潛質(zhì)的異質(zhì)性細(xì)胞，可以產(chǎn)生膠原和向成骨細(xì)胞分化，產(chǎn)生新的牙周軟硬組織。有關(guān)研究已經(jīng)證實在一定

4、條件下，pdlfs可以向成骨細(xì)胞表型分化，表現(xiàn)為alp活性增加，骨鈣素、骨橋蛋白、骨涎蛋白等相關(guān)蛋白基因的高表達(dá)5-7。因此，選擇pdlfs作為治療牙周骨缺損的種子細(xì)胞，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)增強(qiáng)目的蛋白的產(chǎn)生，可以在部分組織發(fā)揮作用，加強(qiáng)成骨機(jī)制的活性，進(jìn)步修復(fù)硬組織的效率。但是，牙周膜細(xì)胞取材、組織培養(yǎng)較困難，體外應(yīng)用的難度較大，但一些來源較為豐富的細(xì)胞也被證實了具有牙周組織修復(fù)的才能。如唐昊喆等利用hbp2質(zhì)粒載體轉(zhuǎn)染gfs，結(jié)果說明可促進(jìn)gfs向成骨細(xì)胞表型分化8。亦有研究認(rèn)為，gfs具備牙周膜細(xì)胞的一些特性，且取材培養(yǎng)易于成活，增殖迅速，原代培養(yǎng)的成功率和細(xì)胞增殖活性均高于牙周膜細(xì)胞。雖然g

5、fs中bp-2的表達(dá)弱于牙周膜細(xì)胞，但是綜合考慮仍是一種較適宜的牙周組織修復(fù)研究的種子細(xì)胞9。其他類型的細(xì)胞研究也獲得了一定的進(jìn)展，如骨髓基質(zhì)干細(xì)胞、牙周膜干細(xì)胞、成牙骨質(zhì)細(xì)胞、牙囊細(xì)胞等，均提示靶細(xì)胞的選擇是多樣的。3載體的選擇用于部分基因治療的bp-2基因片段dna片段很難直接通過細(xì)胞膜進(jìn)入靶細(xì)胞內(nèi)部。為了使基因治療的目的基因順利進(jìn)入受體細(xì)胞，可以發(fā)揮相關(guān)的生物學(xué)效應(yīng)，必須選擇適宜的載體?；蛑委煹妮d體一般分為兩大類：病毒載體和非病毒載體，病毒載體轉(zhuǎn)染率較高，可以轉(zhuǎn)染較多種類的受體細(xì)胞，可以高效率的產(chǎn)生目的基因。anusaksathien等利用腺病毒載體將血小板源性生長因子基因轉(zhuǎn)染人牙齦成

6、纖維細(xì)胞中，再將轉(zhuǎn)染后的細(xì)胞植入體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)可以促進(jìn)牙周組織的修復(fù)10。但是每種病毒載體都有其缺陷，從而影響了病毒載體在治療中的應(yīng)用。非病毒載體與病毒載體相比，平安性較好，材料來源廣泛，不整合至宿主基因組。在表達(dá)質(zhì)?；蚍戳x表達(dá)質(zhì)粒真核細(xì)胞的靶向轉(zhuǎn)移中，有病毒載體不可替代的作用。但是非病毒載體的轉(zhuǎn)染成功率較低，且多為瞬時表達(dá)，單獨(dú)應(yīng)用受到一定的限制11。bp-2部分基因治療的載體可以和一些物理手段如電穿孔技術(shù)、超聲微泡轉(zhuǎn)基因技術(shù)等相結(jié)合，來進(jìn)步轉(zhuǎn)染的成功率。有研究說明，超聲微泡破裂作用可以在周圍的胞膜上產(chǎn)生一些可逆性或者不可逆性的小孔構(gòu)造，目的基因容易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，增強(qiáng)目的基因的轉(zhuǎn)染和表達(dá)12。4治

7、療途徑及超聲的應(yīng)用bp-2部分基因治療的途徑主要有體內(nèi)途徑和體外途徑，前者方法研究應(yīng)用較多，相對成熟，但是靶細(xì)胞培養(yǎng)和基因轉(zhuǎn)染操作步驟較復(fù)雜，技術(shù)要求較高，各種設(shè)備耗材等本錢問題不容無視，不利于臨床實際操作；后者操作相對簡單，方便推廣，但是轉(zhuǎn)染率相對較低。目前的研究多結(jié)合組織工程技術(shù)的應(yīng)用等，將質(zhì)粒載體和組織工程材料相復(fù)合，植入骨缺損處，形成一個緩釋系統(tǒng)，使質(zhì)?？梢苑€(wěn)定的轉(zhuǎn)染宿主細(xì)胞，表達(dá)相關(guān)蛋白，從而起到骨缺損的修復(fù)13。通過超聲等物理方法有望進(jìn)步體內(nèi)途徑的治療效果。仲琳等的研究說明，pegfp-n1-bp2質(zhì)粒通過超聲微泡轉(zhuǎn)基因的作用，可以進(jìn)步牙周膜成纖維細(xì)胞中bp-2的表達(dá)14。超聲的作

8、用一方面可以使基因載體順利進(jìn)入靶細(xì)胞內(nèi)，增強(qiáng)轉(zhuǎn)染率，進(jìn)步表達(dá)效率，另一方面在bp-2部分基因治療過程中，超聲作用具有良好的靶向性。如張國全等的研究說明，超聲微泡介導(dǎo)pegfp-1質(zhì)粒對小鼠脛前肌體內(nèi)轉(zhuǎn)染后，發(fā)現(xiàn)陽性細(xì)胞位于不同的切面，且連續(xù)出現(xiàn)于2030個切面的一樣位置15。說明超聲的作用具有良好的靶向性。因此，可以設(shè)想將直接體內(nèi)途徑和超聲等物理手段結(jié)合，在牙周骨缺損部分注入攜帶bp2基因的質(zhì)粒或者其他載體，同時通過優(yōu)化條件下的超聲作用，可增強(qiáng)靶向性、進(jìn)步轉(zhuǎn)染率，有望促進(jìn)牙周骨缺損的修復(fù)效果。5小結(jié)綜上所述，bp-2部分基因治療牙周骨缺損有著良好的應(yīng)用前景?；蚣夹g(shù)開展到今天，為牙周治療提供了

9、更為廣闊的視野。bp-2部分基因治療牙周骨缺損，通過bp-2轉(zhuǎn)染部分靶細(xì)胞產(chǎn)生具有治療作用的細(xì)胞因子，促使牙周組織細(xì)胞中具有成骨潛質(zhì)的細(xì)胞分化，產(chǎn)生連鎖效應(yīng)，可以很好的促進(jìn)牙周骨組織的生長和修復(fù)。目前的多種物理手段尤其是超聲技術(shù)的的應(yīng)用，可以進(jìn)步部分基因轉(zhuǎn)染率，增強(qiáng)治療效果。但是目前的研究很多還處于根底階段，研究的方向也較為分散，形成一個完善的治療序列尚需時日。6參考文獻(xiàn)1hend,zha,harrisse,eta1.signaltransdufinandbilgialfuntinsfbnerphgenetiprteinsj.frntbisi,2022,1(9):349.2henf,henr,

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