神经营养因子家族及其受体在重组人骨形态发生蛋白

    但骨折愈合、骨再生是一个十分复杂的过程，不仅有BMP的参与，其它因子在不同时期不同环节中也发挥着重要的作用，如TGFβ、VEGF、IGFI和bFGF等。已有研究表明，神经纤维在骨组织中的支配对骨细胞代谢相当重要。在正常骨组织中存在广泛的交感神经和感觉神经支配〔4〕，尤其在生长板附近分布丰富〔5〕。这些肽能神经可通过神经末梢释放相应的神经肽，作用于靶细胞来影响骨细胞的代谢〔6〕。在骨折愈合过程中，已有人证实新生骨痂中有大量新生神经纤维长入〔7〕，并且在失神经的情况下，骨折骨痂变大，而生物力学强度明显减弱〔8〕。说明神经因素在骨再生、骨组织修复过程中也起着重要的作用。
    Barde认为神经元通过神经纤维支配其靶组织，而靶组织细胞分泌神经营养因子以营养其支配神经元。神经营养因子主要包括神经生长因子（nerve growth factor,NGF）、脑源性神经营养因子（brainderived neurotrophic factor,BDNF）和神经营养素3（neurotrophin3，NT3）等，它们在中枢和外周神经元的生长、发育、分化和维持正常存活中起重要作用，并且在全身具有广泛的分布〔1〕。这些因子通过与其各自特异性的高亲和力受体（tyrosinekinase，Trk）TrkA、TrkB和TrkC结合，发挥其生理功能。1990年Frenkel首次报道鸡胚软骨细胞和骨细胞中有NGF的表达，认为骨痂内和其它未成熟骨组织的细胞可产生NGF，以诱导神经纤维长入胚胎骨组织和骨痂中〔9〕。近来在正常骨组织中也发现有NGF、BDNF的表达，尤其在非负重骨中的含量高于负重骨，可能与神经支配的丰富程度有关〔10、11〕。
    文献证实在骨折愈合的过程中，新生骨组织中有NGF、BDNF和NT3 3种神经营养因子及其受体TrkA和TrkC的表达〔2、3〕，并且于骨折部位应用外源性NGF具有促进骨折愈合的作用〔4〕。本研究首次对rhBMP2诱导成骨过程中神经营养因子家族及其受体的表达进行免疫组织学观察。术后第7 d，可见广泛的NGF及TrkA阳性表达，第14、21 d表达减弱。BDNF及TrkB仅于第7 d有明显的表达。NT3于第7和14 d有较为广泛的阳性染色；TrkC仅于术后第7 d有表达。通过RTPCR检测，发现NTFs的mRNA表达与免疫组化观察结果相一致。由此可以证实，外源性rhBMP2诱导成骨过程中有NTFs及其受体的表达，尤其以第7 d表达最为显著。根据NTFs在全身的作用，可以推断，在成骨过程中所表达的NTFs可能起着诱导神经纤维长入并支配新生骨组织的作用，从而通过一种间接途径――神经系统来作用于再生骨组织；另一方面，其高亲和力受体在诱导成骨组织中的表达则表明NTFs可能通过自分泌或旁分泌的形式作用于局部细胞，从而直接影响骨再生过程。
    总之，本研究证实了在rhBMP2骨诱导过程中NTFs及其受体的表达，提示NTFs可能在局部通过直接和（或）间接的方式影响BMP的诱导成骨过程，对其作用机理深入研究，将有助于增加对BMP骨诱导机理的认识，并为活性骨生物材料的研究打下一定的基础。
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