BMP2通过调节软骨细胞的糖代谢来控制软骨发育2022-10-31 08:49:46
正常情况下,人体内的大部分软骨细胞处于低氧的环境中,尤其是经常容易受到损伤的关节软骨,它是一种无血管组织,通过滑膜液和软骨下骨的扩散获得营养和氧气供应,因此关节软骨一生都维持在低氧环境中,故而糖酵解是软骨细胞中最重要的能量产生途径。而软骨损伤的时候,软骨细胞所处的内环境遭到破坏,软骨细胞的代谢可能会发生改变,不利于受损软骨的修复。最近的研究表明,在软骨发育过程中,BMP2严格控制葡萄糖的无氧酵解,来维持软骨细胞的正常代谢。MONACO等发现,在含有BMP2培养基的情况下,在2%的氧气浓度下,软骨生成明显减少了碱性磷酸酶的表达,减少了Ⅰ型胶原的沉积,产生了更稳定和更少的肥大软骨表型,2%的氧气浓度在蛋白质水平上没有抑制成骨分化,但减少了碱性磷酸酶和骨钙素的表达;而在20%的氧气浓度下,成骨过程中碱性磷酸酶和骨钙素发生上调。这项研究表明,在体外使用相同的供体细胞群时,氧气浓度的调节,结合组织特异性生长因子和培养基成分,可以促进软骨或软骨内分化,但其具体的机制还不清楚,作者推测软骨细胞在低氧浓度下,糖酵解产生的能量较少,用来维持自身表型;而在高氧环境中,软骨细胞的糖代谢产生更高的能量,促使自身转变成肥大软骨细胞最后成骨。
颅骨的自我修复能力极差,相关研究表明缺损直径在8mm以上的颅骨缺损在12个月后仍难以自然愈合,缺损部位会被致密的纤维组织填充,但应用BMP2之后能够大幅缩短颅骨的愈合时间。一项研究表明,BMP2能够吸收胶原海绵,并在4周内促使缺损8mm的大鼠颅骨完全再生,在8周内即可恢复到正常骨密度,而且无论是大肠埃希菌源性的BMP2和哺乳动物源性的BMP2都能做到这一点。
出自《骨软骨缺损修复中骨形态发生蛋白2的作用与应用》作者王布雨,张勇,李飞非。
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