成肌細胞介導(dǎo)的hIGF-1基因轉(zhuǎn)移促小鼠脛骨骨折愈合作用的實驗研究.pdf

1、骨折愈合,減少骨不連及骨延遲愈合發(fā)生率一直是創(chuàng)傷骨科面臨的重要課題。背景:據(jù)統(tǒng)計,骨折病人中大約有5％-10%會出現(xiàn)延遲愈合或骨不愈合。如何促進目前在骨不連的治療上自體骨移植是促進骨愈合的金標(biāo)準(zhǔn),但自體骨移植也存在不少的并發(fā)癥,例如:多手術(shù)部位及切口引起的肢體承重狀態(tài)和功能的下降、失血增多、手術(shù)時間延長、發(fā)生骨折及感染風(fēng)險增加和疼痛。況且,自體骨移植也并不能保證一定會使骨折愈合。這些都使我們有必要從分子和細胞水平上對骨形成進行更深入的了

2、解,以便找到更好的方法促進骨愈合。
　　BMPs、TGF-β、IGFs、FGFs等)已經(jīng)被鑒別并證實在間充質(zhì)細。創(chuàng)傷病人大多骨折的同時會伴有肌肉損成骨細胞成骨還可以促進成肌細胞的分化與增殖,提高損傷肌肉的愈合質(zhì)量。但由于胰島素樣生長因子-1代謝半衰期短,直接注射需要因子作用濃度高,且需多次反復(fù)注射,價格昂貴,可行性不高;利用載體直接緩釋IGF-1,存在著隨時間的延長釋放量下降,很難維持有效劑量。隨著基因治療的研究發(fā)展,將轉(zhuǎn)有胰島素

3、樣生長因子-1基因的細胞移植入損傷區(qū),達到該基因在體內(nèi)的持續(xù)表達已可行,并可解決以上難題。現(xiàn)多種生長因子(例如:胞分化成骨原細胞和骨形成中起著重要的作用傷,在眾多的生長因子中,胰島素樣生長因子-1除了能直接誘導(dǎo)軟骨細胞、外,
　　目的:觀察攜帶外源人胰島素樣生長因子-1(human insulin-like growth factor-1,hIGF-1)基因的成肌細胞體內(nèi)局部多點注射對C57BL/6J小鼠脛骨骨折愈合的影響,為利用

4、轉(zhuǎn)hIGF-1基因的成肌細胞治療骨折提供理論和實驗依據(jù)。
　　材料和方法:8周齡雄性C57BL/6J小鼠42只,體重22~25g,用2%戊巴比妥鈉,30mg/kg,行腹腔內(nèi)注射麻醉后,以定點手法折骨術(shù)建立左脛骨中段閉合骨折的動物模型,隨機分成兩組:實驗組和對照組。分別在實驗組和對照組骨折周圍肌肉組織中多點注射0.3ml轉(zhuǎn)基因成肌細胞懸液(約含3×106個BrdU標(biāo)記的成肌細胞)或等量生理鹽水,術(shù)后于第2、3、4周每組各處死7只,骨

5、痂行HE染色,觀察形成骨痂面積的大小和組成成分的變化。術(shù)后第2、4骨折的自然愈合過程一般分為五個階段,包括:對損傷的速發(fā)性反應(yīng)、膜內(nèi)骨形成、軟骨形成、軟骨內(nèi)骨化和骨的重塑。在骨折愈合過程中大量的生長因子、細胞因子以及它們的受體在骨折處周圍呈現(xiàn)較高水平,這些蛋白中有些在骨組織中表達,有些則由損傷周圍的炎性細胞釋放,所以有理由相信它們在骨折的愈合過程中起著重要的作用。
　　周曾注射轉(zhuǎn)hIGF-1基因成肌細胞和生理鹽水的肌肉行BrdU和

6、hIGF-1免疫組織化學(xué)染色分析外源性細胞在體內(nèi)有無存活并表達hIGF-1,并用HMIAS-2000高清析度彩色醫(yī)學(xué)圖文分析系統(tǒng)對IGF-1蛋白表達進行半定量檢測,其結(jié)果以平均灰度值表示,平均灰度值低示表達水平高;左脛骨行X線攝片以觀察骨折愈合情況;骨痂采用透射電鏡觀察生長情況。
　　占骨痂總面積的百分比均高于對照組,其中第3、4周經(jīng)F結(jié)果:各實驗組轉(zhuǎn)基因成肌細胞BrdU和hIGF-1免疫組化染色均陽性,各對照組BrdU和hIGF

7、-1免疫組化染色均陰性,4周實驗組平均灰度值雖稍高于2周實驗組,但經(jīng)獨立樣本t檢驗P>0.05,差異無顯著性;所有實驗組外骨痂中小梁骨檢驗兩組的差異具有顯著性(P<0.05);X線顯示第4周實驗組有較多骨痂形成,經(jīng)秩和檢驗與對照組有顯著差異(P<0.05);電鏡顯示實驗組骨生成細胞的數(shù)量、活躍程度和膠原纖維的數(shù)量、分布均優(yōu)于對照組。
　　結(jié)論:1、攜hIGF-1基因的成肌細胞移植入C57BL/6J小鼠脛骨骨折處周圍肌肉中可存活4周