骨形态发生蛋白(BMP)在骨组织修复过程中发挥重要的诱导成骨作用,但在体内环境中容易失活,而大剂量使用存在潜在的风险。本项目仿生体内生长因子糖基化过程,结合材料学和分子生物学的研究方法,制备了不同磺化位点和分子量的磺化壳聚糖,分别从细胞、基因及分子、动物层面上研究了磺化类肝素壳聚糖与骨形态发生蛋白-2的相互作用及其构效关系。本研究表明,6-O位磺化壳聚糖对促进BMP-2活性起到关键作用,而2-N位只起到辅助作用。低浓度的2-N,6-O磺化壳聚糖(26SCS)对BMP-2诱导的碱性磷酸酶活性、矿化形成以及成骨相关基因表达均有明显促进效果。增加链长和提高磺化度能够进一步提高其活性。在低浓度范围内,26SCS表现出比肝素更好的促进rhBMP-2能力。在此基础上,本项目制备了载rhBMP-2的磺化壳聚糖基纳米粒,通过对生长因子的保护和缓释放大其促进作用。动物实验结果表明,磺化壳聚糖作为BMP-2的协同因子在动物体内临界节段骨缺损修复中取得成功,不仅修复速度快,而且修复效果良好,甚至可达到自体骨水平。本项目研究表明,26SCS有促进BMP-2诱导成骨的作用,可以作为BMP-2的协同分子。
英文主题词Heparin-like; Bone morphogenetic protein; Polysaccharide; Bone repairing; Osteogenetic activity