2011年6月的國際學(xué)術(shù)期刊《干細胞》（Stem Cells）發(fā)表了中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院醫工所王立平和蔡林濤研究組的研究論文，他們在鍶促進(jìn)間充質(zhì)干細胞成骨分化及摻鍶材料修復骨缺損的效果和機制研究中取得新成果。本項研究的部分成果已同時(shí)被國外Mason RS研究組證實(shí)（Journal of Biological Chemistry, 2011年5月12日）。

 

該工作由楊帆、楊大志、屠潔等共同完成。此研究工作的摻鍶原材料由香港大學(xué)醫學(xué)院骨科系呂維加教授（W. William .Lu）提供。

 

鍶及其化合物具有的重要成骨作用近年已經(jīng)得到重視，鍶在促進(jìn)成骨細胞活性的同時(shí)可以抑制破骨細胞的活性，對骨生成的誘導能力強，引起新生骨量增多。另外，摻鍶生物材料具有良好的生物相容性和較強的誘導骨生成的能力。間充質(zhì)細胞作為成體干細胞的重要組成部分，具有良好的成骨分化潛能和廣闊的市場(chǎng)應用價(jià)值。目前關(guān)注的問(wèn)題是：鍶是否可以有效促進(jìn)間充質(zhì)細胞體外和體內進(jìn)行成骨分化，其具體的分子機制是什么？這些問(wèn)題都有待于深入研究。

 

楊帆等首先發(fā)現，鍶具有可以促進(jìn)間充質(zhì)細胞體外成骨分化能力。在鍶作用下，細胞堿性磷酸酶染色增強，細胞外膠原成分表達升高，Wnt通路中的信號分子β－catenin和受體Frizzled 8基因轉錄水平升高。在體動(dòng)物研究中，研究人員構建了膠原和摻鍶羥基磷灰石復合支架，提高了材料的可塑性，膠原體內降解的同時(shí)可以形成有效孔徑，促使間充質(zhì)干細胞和鍶的有效接觸。把摻鍶復合材料植入大鼠顱骨缺損模型后，同單純的膠原羥基磷灰石材料相比，影像學(xué)顯示鍶材料促使新生骨密度增加，組織學(xué)發(fā)現新生骨的質(zhì)量和數量都有較為明顯的提高。免疫組織化學(xué)顯示，新生骨修復部位的膠原成分明顯增多，β－catenin分子的表達增強。體外和體內的研究表明，鍶可以通過(guò)影響Wnt通路來(lái)促進(jìn)間充質(zhì)細胞的成骨進(jìn)程。

 

本研究進(jìn)一步揭示了鍶促進(jìn)間充質(zhì)細胞成骨分化的分子機制。所構建的復合生物材料結合了鍶的誘導成骨能力和膠原的自身的可降解性，有較好的成骨促進(jìn)作用，為臨床修復骨缺損的生物材料支架研究提供了新的可能性。完成此項目的實(shí)驗室分別是深圳市神經(jīng)精神調控重點(diǎn)實(shí)驗室和癌癥納米重點(diǎn)實(shí)驗室。

 

該研究得到中國科學(xué)院，國家自然基金委員會(huì )，科技部，深圳市等項目的資助。（來(lái)源：中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院）