最新进展

邓廉夫

上海交通大学医学院瑞金医院上海市伤骨科研究所

骨修复重建过程呈现多阶段生物级联反应的特点，依据其组织学优势表现，基本可分为炎性血肿期、纤维性／软骨性骨痂期、骨性骨痂期和骨痂塑形／改建期等四个时期。随对这一过程认识的加深和针对骨病损有效防治方法需求不断增加的现状，以骨修复进程中关键环节及其生物学事件为靶点，探寻可启动与重建骨修复级联反应的有效措施，尤其是筛选和发现药用性小分子化合物，通过直接应用或构建活性生物材料的方式，以提高骨质量、促进骨修复，一直是且更是当今生命科学领域的热点命题。

在参与局部骨修复的众多调控因子中，骨形态发生蛋白(BMPs)最具骨诱导特异性和可靠性。因此，遵循这一基本规律、提高局部BMPs浓度以启动骨修复的早期关键环节，是促进骨修复或研发既具骨传导性又具骨诱导性骨替代物公认的理论基础和作为竭力实现的目标。尽管，相关的研究内容日趋深入，但BMPs作为活性蛋白分子，在植入部位存在易分解、丢失、作用短效、异体（种）蛋白排斥反应等局限，况且，至目前尚无商品化的、效果可靠的骨诱导因子可供临床选择，即使现有的实验用或试用BMPs，价格也十分昂贵。

    基于对BMPs/Smads通路具体细节深入探讨，我们旨在筛选骨诱导性化合物的研究中，以骨髓基质干细胞为模型，应用高通量筛选(high-throughput screening，HTS) 技术，在3000 多种化合物中，发现一类易透过细胞膜、无细胞毒副作用的小分子化合物，可显著促进细胞碱性磷酸酶(ALP)的表达水平，表现出诱导细胞成骨性分化的现象。据对其性能及其分子的结构解析，应用化学合成技术方法制得高纯度的、基本结构相同的化合物（即osteo-induceble compound，OIC-A006：专利在申请过程中)。进一步对OIC-A006 骨诱导性的研究结果已初步表明：在体外，含OIC-A006的条件培养液，可刺激骨髓基质千细胞表达ALP、OPN、成骨性核心结合因子a1(Runx-2)和OC等成骨性标志物形成，提高培养的小鼠胚胎骨组织（颅颅盖骨、跖骨）的骨量与体积：在体内，注射至小鼠股部肌袋内的OIC-A006，可诱导软骨、骨组织的形成，从而呈现模拟BMP (mimic BMP) 的功效：以煅烧颗粒骨为载体，在临界性骨缺损处植入负载一定浓度OIC-A006的煅烧骨颗粒复合物材料，发现：较之单纯的煅烧颗粒骨移植，含JIC-A006的煅烧颗粒骨复合材料移植，可加速骨修复进程。