本文選題：關(guān)節(jié)軟骨修復(fù) + 堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(FGF2/bFGF)　； 參考：《北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院》2017年碩士論文

【摘要】：由于缺少血供,關(guān)節(jié)軟骨損傷難以修復(fù),最終會(huì)發(fā)展為骨性關(guān)節(jié)炎甚至運(yùn)動(dòng)障礙。目前,關(guān)節(jié)軟骨損傷后的再生修復(fù)是臨床醫(yī)學(xué)的一個(gè)巨大挑戰(zhàn),也是再生醫(yī)學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。多種生長(zhǎng)因子參與了關(guān)節(jié)軟骨的形成及發(fā)育過程,它們也被廣泛應(yīng)用于關(guān)節(jié)軟骨損傷修復(fù)的研究中。本課題組在前期構(gòu)建了一種時(shí)空控釋堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(bFGF/FGF2)的膠原基復(fù)合材料發(fā)現(xiàn),FGF2是通過上調(diào)內(nèi)源性生長(zhǎng)因子表達(dá)水平進(jìn)而促進(jìn)了關(guān)節(jié)軟骨的損傷修復(fù)。進(jìn)一步分析研究結(jié)果,我們推測(cè)上調(diào)的骨形態(tài)發(fā)生蛋白2和4(BMP2和BMP4)是FGF2促進(jìn)關(guān)節(jié)軟骨修復(fù)的主要原因。近期,通過實(shí)時(shí)定量PCR(qRT-PCR),我們發(fā)現(xiàn)升高的骨形態(tài)發(fā)生蛋白2(BMP2)和BMP4主要來源于軟骨下骨,提示FGF2是通過調(diào)控軟骨下骨活性,上調(diào)其BMP表達(dá)水平、進(jìn)而促進(jìn)了關(guān)節(jié)軟骨的損傷修復(fù)。我們還發(fā)現(xiàn)BMP2和BMP4的受體競(jìng)爭(zhēng)性抑制分子BMP3加重模型動(dòng)物損傷區(qū)軟骨下骨的破壞程度,抑制關(guān)節(jié)軟骨修復(fù)�；谝陨习l(fā)現(xiàn),我們提出了軟骨下骨在關(guān)節(jié)軟骨損傷修復(fù)中具有重要作用,FGF2可以調(diào)控其活性進(jìn)而促進(jìn)關(guān)節(jié)軟骨的損傷修復(fù),靶向遞送FGF2至軟骨下骨可以改善關(guān)節(jié)軟骨缺損的修復(fù)。本研究針對(duì)這一假說開展了研究工作,首先通過軟骨下骨區(qū)域直接注射FGF2考察了其對(duì)關(guān)節(jié)軟骨修復(fù)的作用;進(jìn)一步在此基礎(chǔ)上,結(jié)合前期研究工作基礎(chǔ),構(gòu)建了一種具有定向釋放FGF2的膠原基復(fù)合材料,使FGF2可以只作用于軟骨下骨;最后通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)考察該復(fù)合材料對(duì)關(guān)節(jié)軟骨損傷修復(fù)的影響及其機(jī)制。通過本研究工作,以期為FGF2在關(guān)節(jié)軟骨損傷修復(fù)中的合理應(yīng)用提供新思路,也為關(guān)節(jié)軟骨損傷修復(fù)機(jī)制的深入理解提供新的依據(jù)�，F(xiàn)階段主要研究結(jié)果和結(jié)論如下:1.本研究首先通過關(guān)節(jié)軟骨缺損區(qū)域直接注射低劑量FGF2至軟骨下骨局部并聯(lián)合應(yīng)用BMP信號(hào)通路抑制劑Dorsomorphin,研究和分析了 FGF2在關(guān)節(jié)軟骨損傷修復(fù)中的作用及其機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn),FGF2是通過調(diào)控軟骨下骨的BMP信號(hào)通路,促進(jìn)軟骨的再生修復(fù);而Dorsomorphin由于抑制了 BMP信號(hào)通路,減弱了 FGF2促進(jìn)關(guān)節(jié)軟骨修復(fù)的作用。2.為了進(jìn)一步考察軟骨下骨在FGF2促進(jìn)關(guān)節(jié)軟骨修復(fù)中的作用,我們又構(gòu)建了一種定向釋放FGF2的膠原基復(fù)合材料。通過纖維蛋白膠與膠原特異性相互作用的特點(diǎn),結(jié)合物理吸附法構(gòu)建了定向釋放FGF2的膠原基雙層膜材料,該膠原基雙層膜具有表層致密的上層膠原膜和具有疏松結(jié)構(gòu)的下層膠原膜,FGF2負(fù)載于下層疏松膠原膜。體外釋放研究發(fā)現(xiàn),雙層膜所負(fù)載的分子具有定向釋放的特點(diǎn)。3.本研究將上述定向釋放FGF2的膠原基復(fù)合材料植入家兔關(guān)節(jié)軟骨損傷區(qū)域。通過酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)方法檢測(cè)收集到的復(fù)合材料植入后的動(dòng)物關(guān)節(jié)液,發(fā)現(xiàn)定向釋放FGF2的膠原基復(fù)合材料植入組的早期BMP2和BMP4的含量較對(duì)照組顯著升高。進(jìn)一步證實(shí)了早期的研究,FGF2可以上調(diào)BMP2和BMP4的表達(dá)水平。4.最后,本研究將上述定向釋放FGF2的膠原基復(fù)合材料植入家兔關(guān)節(jié)軟骨損傷區(qū)域,考察了該材料對(duì)關(guān)節(jié)軟骨損傷修復(fù)的影響。研究發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組相比,該材料在植入8周后明顯改善了關(guān)節(jié)軟骨損傷修復(fù)的效果,有效促進(jìn)了透明軟骨和軟骨下骨組織的再生以及新生組織與周圍組織的整合。綜上所述,本文證明了軟骨下骨在關(guān)節(jié)軟骨修復(fù)過程中具有重要作用,FGF2通過調(diào)控軟骨下骨活性、上調(diào)BMP2和BMP4的表達(dá)水平,從而促進(jìn)關(guān)節(jié)軟骨的損傷修復(fù);本研究成功構(gòu)建了具有定向釋放FGF2作用的膠原基雙層膜材料,顯著改善關(guān)節(jié)軟骨的損傷修復(fù)效果。因此,由于其作用機(jī)理相對(duì)明確、使用劑量可以相對(duì)減少,并且作用周期較短,本研究所構(gòu)建的定向釋放FGF2的膠原基復(fù)合材料可能成為一種有應(yīng)用前景的促進(jìn)關(guān)節(jié)軟骨修復(fù)的新型生物材料。
[Abstract]:Due to lack of blood supply, articular cartilage injury is difficult to repair and eventually develops into osteoarthritis and even dyskinesia. At present, regenerative repair after articular cartilage injury is a great challenge in clinical medicine and a hot spot in the research of regenerative medicine. In the study of the repair of articular cartilage injury, a collagen based composite of time and space controlled basic fibroblast growth factor (bFGF/FGF2) was constructed in our group, and FGF2 was found to promote the repair of articular cartilage by up regulating the expression level of endogenous growth factors and further analysis of the results. We speculate that the up-regulated bone morphogenetic protein 2 and 4 (BMP2 and BMP4) are the main reasons for FGF2 to promote articular cartilage repair. Recently, by real-time quantitative PCR (qRT-PCR), we found that increased bone morphogenetic protein 2 (BMP2) and BMP4 are mainly derived from subchondral bone, suggesting that FGF2 regulates the activity of subchondral bone and up-regulated its BMP expression. It further promotes the repair of articular cartilage damage. We also found that BMP2 and BMP4 receptor competitive inhibitor BMP3 aggravates the damage degree of subchondral bone in the damaged area of model animals and inhibits articular cartilage repair. Based on the above findings, we suggest that subchondral bone plays an important role in the repair of articular cartilage injury, and FGF2 can regulate it. The activity further promotes the repair of articular cartilage damage. The target delivery of FGF2 to subchondral bone can improve the repair of articular cartilage defects. This study aims at this hypothesis. First, a direct injection of FGF2 into the subchondral bone area was used to investigate the repair of articular cartilage. On the basis of work, a collagen based composite material with directional release of FGF2 was constructed to make FGF2 only act on the subchondral bone. Finally, the effect of the composite on the repair of articular cartilage injury and its mechanism were investigated by animal experiments. Through this work, a new thought was provided for the rational application of FGF2 in the repair of articular cartilage injury. The main research results and conclusions at this stage are as follows: 1. first of all, we studied and analyzed FGF2 in joint soft tissue by direct injection of low dose FGF2 to subchondral bone and combined with BMP signaling pathway inhibitor Dorsomorphin through articular cartilage defect area. The role and mechanism in repair of bone injury. It is found that FGF2 promotes the regeneration of cartilage by regulating the BMP signaling pathway of the subchondral bone, and Dorsomorphin reduces the role of FGF2 to promote articular cartilage repair due to the inhibition of BMP signaling pathway,.2. in order to further examine the subchondral bone in FGF2 to promote articular cartilage repair. We have also constructed a collagen based composite material for the directional release of FGF2. Through the characteristics of the specific interaction between fibrin glue and collagen, a collagen based double layer membrane material directed to release FGF2 is constructed by physical adsorption. The collagen based double layer membrane has a dense layer of collagen membrane in the surface layer and a loose structure of the lower layer glue. The original membrane, FGF2 loaded with the loose collagen membrane in the lower layer. In vitro release studies have found that the molecules loaded in the double layer membrane have the characteristics of directional release..3. this study implants the collagenous matrix composite of the directional release of FGF2 in rabbit articular cartilage damage area. By enzyme linked immunosorbent assay (enzyme linked immunosorbent assay, ELISA) Fang Fajian The content of early BMP2 and BMP4 in the group of collagen based composite implanted FGF2 was significantly higher than that of the control group. Further confirmed the early study, FGF2 could up-regulate the expression level of BMP2 and BMP4 at the end of.4.. This study released the above directed release of FGF2 in the collagen basis. The effect of the material on articular cartilage damage repair in rabbits was investigated. It was found that, compared with the control group, the material obviously improved the repair of articular cartilage injury after 8 weeks of implantation, effectively promoting the regeneration of the hyaline cartilage and subchondral bone tissue, as well as the new tissue and surrounding tissue. In summary, this paper shows that the subchondral bone plays an important role in the repair of articular cartilage. FGF2 promotes the repair of articular cartilage by regulating the activity of subchondral bone and up regulating the expression level of BMP2 and BMP4. This study has successfully constructed a collagen based double layer membrane material with the effect of directional release of FGF2. Therefore, because of the relatively clear action mechanism and the relative reduction in the use of the articular cartilage, the collagen based composite of the directional release of FGF2 in this study may be a promising new biomaterial to promote the repair of articular cartilage.
【學(xué)位授予單位】：北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：R68;R318.08

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本文編號(hào)：1996833