[发明专利]一种组织工程化骨及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种组织工程化骨，具体地说关于一种Nell-1基因修饰 的bMSCs构建组织工程化骨及其应用。

背景技术

Nell-1(Nel样I型分子)是具有成骨能力的新基因，与颅缝早闭 有关。Nell-1蛋白是一个分泌蛋白，结构上含有分泌信号肽序列，一个 氨基端trombospondin-1-like分子，5个含半胱氨酸残基的Von Willebrand因子样重复，以及6个表皮生长因子(EGF)样功能团。Nell-1 编码90kDa的多肽，在真核细胞中，N端与50kDa的碳水链连接，在胞浆 内糖基化成140kDa。Nell-1最终形成400kDa磷酸化的三聚体分泌到胞外。 种系间基因序列高度保守，比如人与大鼠Nell-1蛋白有93％的同源性。 在研究颅缝早闭时，发现该基因在非家族性非系统性患者的早闭颅缝部位 上调。人的Nell-1主要在颅缝成骨部位的间充质细胞和成骨细胞内表达。 CMV驱动的Nell-1转基因小鼠，主要表现颅骨增生，发生颅缝早闭。最 近的研究显示，Nell-1促进成骨的能力非常强。Nell-1过表达可加速颅 骨成骨细胞系MC3T3和原代成骨细胞FRCC的分化，矿化结节较对照组增 加约6倍，而Nell-1的反义表达可抑制该细胞的分化。Nell-1体外诱导 FRCC细胞ALP表达的能力比BMP-4强。应用Nell-1蛋白修复小鼠颅骨缺 损的在一定的条件下与BMP-2相当。有意思的是该基因可以促进成骨细胞 的分化以及成骨分化终末阶段所伴随的凋亡，而对成纤维细胞系或原代的 成纤维细胞却没有作用，其作用部位可能是在成骨信号通路的下游，或者 通过与BMP成骨作用不同的机制促进成骨。由于BMPs对多种组织和细胞 有广泛的生物学活性，而Nell-1促进细胞的矿化只针对具有成骨潜能的 细胞，局限在成骨环境内成骨，所以应用该因子在安全性方面较BMP有着 潜在的优越性。Nell-1转基因小鼠的出生死亡率和致畸率大大低于BMP 转基因小鼠，也提示Nell-1具有较低的全身毒性。Nell-1作为新克隆的 成骨基因，在颅颌面部骨组织特异性表达的特点、潜在的应用安全性以及 明显的成骨能力，使得应用Nell-1修复口腔颌面部骨缺损具有良好的应 用前景。

发明内容

本发明的目的在于：

(1)提供一种Nell-1基因修饰的bMSCs构建组织工程化骨；

(2)提供组织工程化骨用途。