β及碱性成纤维细胞生长因子在骨折修复费下载.doc

骨形态发生蛋白和转化生长因子-及碱性成纤维细胞生长因子在骨折修复中的表达更新日期：2011-01-18 张永刚卢世璧王继芳张伯勋赵斌 摘要：目的观察骨形态发生蛋白（BMP）、转化生长因子（TGF-）、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）在骨折修复中的表达及分布情况，进而探讨其作用机制。方法以成年雄性新西兰兔为研究对象，制作桡骨骨折愈合模型。伤后不同时期处死取材，分别进行组织学和BMP、TGF-和bFGF免疫组化染色观察。结果(1)伤后3 d开始形成原始骨痂。1周时肉芽组织中的间质细胞开始分化为软骨细胞，软骨形成后再进行软骨内化骨。4周时形成连接骨折端的桥接骨痂。(2)伤后不同时期，血肿中炎性细胞表达bFGF。骨膜增殖细胞、骨端骨细胞以及原始骨痂成骨细胞表达TGF-。肉芽组织中间质细胞、单核巨噬细胞和多核巨细胞表达TGF-、bFGF。原始骨痂成骨细胞、骨端骨细胞和软骨细胞表达BMP。表达后BMP、TGF-较均匀分布于软骨基质以及肉芽组织间质中，bFGF 主要分布于肉芽组织中非活跃的间质细胞周围。结论BMP、TGF-和bFGF有着各自的表达和分布特点，并共同调解骨原细胞的增殖和成骨细胞、软骨细胞的分化，最终完成骨折修复。 关键词：骨折愈合；细胞因子；表达 Experimental study of expression of BMP, TGF and bFGF in fracture healing ZHANG YonggangLU ShibiWANG Jifang, et al. （Dept. of Orthopedics, General Hospital, PLA, Beijing 100853, China） Abstract：ObjectiveTo observe the expression and distribution of bone morphogenic protein (BMP), transforming growth factor (TGF) and basic fibroblast growth factor (bFGF) in fracture healing so as to find out their action mechanism. MethodsAdult male New Zealand rabbits were used to make fracture healing model in the experiment. After operation, rats were killed in different time and specimens were possessed for histological observation and immunohistochemical observation on staining of BMP, TGF and bFGF.Results(1) Primary callus came into being 3 days after operation. Mesenchymal cells from peripheral tissues around the primary callus were differentiated into chondrocytes 1 week later. Endochondral ossification was going on then. Bridging callus was formed in the fracture sites 4 weeks after operation. (2)In different time after operation, inflammatory cells in hematoma expressed bFGF. Expression of TGF was from proliferative cells in periosteum, bone cells in fracture ends and osteoblasts in the primary callus.Expression of TGF and bFGF was from mesenchymal cells, macrophages and multinuclear giant cells in the granulation tissue. Osteoblasts in the primary callus, bone cells in fracture ends and chondrocytes expressed BMP. After the expression completed, BMP and TGF were distributed in the chondral matrix and granulation tissues. The bFGF was mainly distributed around nonactive mesenchymal cells in the granulation tissues. ConclusionsBMP, TGF and bFGF possessed their own different characteristics of expression and distribution and cooperatively modulated proliferation of osteogenetic cells and differentiation of chondrocytes and osteoblasts for fracture healing. Key words：Fracture healing；Cell factors；Expression 骨折修复是一个复杂的骨再生过程，其组织学过程伴随着复杂的生物学调节机制。大量细胞因子在不同的骨折修复阶段发挥不同的作用，调控骨再生过程。既要保证骨原细胞(osteogenetic cell)的来源和数量，又要使骨原细胞适时地转化为软骨细胞和成骨细胞，最终完成骨折修复1。有关细胞因子的生物学效应的体外实验研究较多，而在原位的研究较少。笔者选择有代表性的细胞因子骨形态发生蛋白（BMP）、转化生长因子（TGF-）、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF），观察其在骨折修复中的表达及分布情况，进而探讨其作用机制。 材料与方法 1模型制作：实验对象为雄性成年新西兰兔，体重2.03.0 kg。常规手术方法，在一侧桡骨中段用线锯将骨干锯断，制作骨折愈合模型。 2动物分组：42只兔，随机分为6组，每组7只，分别于伤后1，3 d，1，2，3，4周处死，将骨折端及周围组织一同取材。 3主要试剂：BMP单克隆抗体（第四军医大学）；TGF-、bFGF 单克隆抗体和SP试剂盒（Sigma 公司，美国）。 4观察方法：取材后标本置入质量浓度为40 g/L的多聚甲醛固定24 h，以质量浓度为200 g/L的乙二胺四乙酸(EDTA)脱钙13周，石蜡切片厚8 m。分别进行常规HE染色和BMP、TGF-、bFGF单克隆抗体的免疫组化染色。SP方法单克隆抗体免疫组化染色：BMP抗体工作浓度1300，TGF-抗体工作浓度1300，bFGF抗体工作浓度1500。二氨基联苯胺(DAB)方法显色，阳性为棕色。对照以磷酸缓冲液(PBS)代替I抗。 结果 1组织学观察：伤后1 d，骨折局部充满血肿，骨端骨膜增厚，细胞增生。3 d时血肿消失，骨膜反应形成原始骨痂，在骨痂外由周围组织向骨折处长入肉芽组织，其中含有大量间质细胞、单核巨噬细胞、多核巨细胞和血管。1周时骨膜反应继续增加，骨内膜也有类似的骨膜反应。在肉芽组织中开始有软骨细胞形成。2周时骨折端骨膜反应停止，骨痂不再增加。软骨组织迅速再生，骨折间隙内也有软骨形成。3周时靠近骨端骨痂处的软骨细胞肥大，并开始出现软骨内骨化。4周时软骨大部分已骨化，形成桥接骨痂(bridge callus)。 2免疫组化观察：伤后1 d，血肿以及血肿中炎性细胞bFGF呈阳性染色。增生骨膜间质bFGF呈阳性染色。此时，无BMP、TGF-阳性染色。3 d时增生骨膜细胞及骨膜间质TGF-呈阳性染色。骨端骨细胞TGF-呈阳性染色。肉芽组织中单核巨噬细胞、多核巨细胞以及间质细胞bFGF、TGF-呈阳性染色。肉芽组织间质bFGF、TGF-呈阳性染色。1周时原始骨痂成骨细胞、骨端骨细胞BMP、TGF-呈阳性染色，新形成的软骨基质BMP、TGF-呈阳性染色。肉芽组织中单核巨噬细胞、多核巨细胞以及间质bFGF、TGF-细胞继续呈阳性染色。肉芽组织间质BMP、T