[01237337]纯钛种植体表面改性促进成骨细胞粘附活性的分子调控网络研究

口腔种植材料研究的核心问题就在于通过有效的种植体表面改性,实现种植体与骨界面之间早期、稳定的骨结合。而其中促进成骨细胞在种植材料表面的粘附是增强骨结合性能的首要环节和关键步骤。本项目将成骨细胞接种在三类改性组（纳米管、纳米管负载钙磷、纳米管负载钙磷及胶原）和对照组试样上,体外培养。MTT检测和碱性磷酸酶（ALP）活性检测显示,三类改性表面均可促进成骨细胞增殖和分化,其中纳米管负载钙磷及胶原改性的促进作用最为明显。接着,采用扫描电镜观察成骨细胞在各组材料表面的粘附形态,通过激光共聚焦显微镜观察材料表面成骨细胞的细胞骨架形态和粘附斑蛋白染色,检测成骨细胞粘附活性情况。结果提示,纳米管、纳米管负载钙磷、纳米管负载钙磷及胶原组均可增进成骨细胞在材料表面的粘附,细胞铺展和延伸更加充分,细胞骨架肌动蛋白纤维呈各向随机排列的特点更加明显,同时,粘附斑蛋白染色较之对照组明显增强,以纳米管负载钙磷及胶原组最为显著。随后,提取RNA,应用基因芯片检测基因表达数据,进行差异基因筛选和GO功能分类等数据分析。Real-time PCR结果显示,改性组较之光滑表面对照组,16个粘附相关基因,包括Itgb1、FAK（PTK2）、paxillin（PXN）、talin、RELA、NFKBIA等,表达上调,而IKB、CTNNB1基因表达下调,其中FAK处于交汇点的位置,是粘附相关的枢纽基因。经Western blot验证,构建促进成骨细胞粘附活性的分子调控网络。表面形貌对于细胞生物学行为的调控是经由细胞对外界刺激诱导而产生的信号传递过程而实现的。本项目提示：参与成骨细胞粘附的可能有两条信号通路：粘着斑信号通路和NF-κB信号通路。我们推测,整合素和粘附斑激酶可能参与种植体表面形貌和化学、生物成分改性后的成骨细胞粘附过程。其可能的信号通路包括：整合素信号通路（整合素-粘附斑激酶FAK-踝蛋白、桩蛋白、粘附斑蛋白-ROCK1-MLCP（Myl12b））和NF-κB通路（NF-κB-粘附斑激酶FAK-CTNNB-NFKB-ICAM-1/VCAM-1）。而上述两条通路的交汇点枢纽就是粘附斑激酶FAK。依据研究结果,课题组进一步结合3D打印技术,共申请国家发明专利3项,实用新型专利1项,以期为研究牙种植体表面改性提供理论基础和临床新思路。