收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

葫芦素在骨组织工程血管化中的作用及机制研究

成文翔  
【摘要】:血管新生是人体重要的生理过程,在骨组织损伤修复的过程中血管新生尤为重要,缺损部位的血管新生决定了骨修复的程度。血管化是骨组织工程成功实现骨修复的一个关键环节。在传统的多孔骨支架发挥支撑以及成骨诱导作用的基础上,负载稳定可控、安全有效的促血管新生活性因子,将大大提高骨植入物的修复作用。目前已有多种蛋白类生物活性因子用于骨组织工程的血管化,由于其稳定性差以及毒副作用,仍迫切需要开发更加稳定、高效、安全的生物因子。中药及天然产物在我国有着多年临床积累,蕴含着极大的药物资源,大多数天然药物分子稳定、易得,开发其新的功效有重要的临床价值。葫芦素是提取自甜瓜蒂的一类四环三萜类化合物,主要成分为葫芦素B和葫芦素E。葫芦素片在临床上主要用于肝炎及原发性肝癌的辅助治疗。大量的研究报道了葫芦素单体成分毒性剂量下抗肿瘤及促进细胞凋亡的药理作用,但其低剂量下的药物作用鲜有报道。本研究中,我们首次观察到葫芦素在无细胞毒性的安全剂量下有促血管新生作用,继而应用低温3D成型技术,将其负载到高分子材料骨组织工程支架中,在大鼠颅骨缺损的动物模型中观察了载药支架对骨缺损部位血管新生及骨再生的作用,并探讨了药物的作用机制。本论文的主要研究内容包括以下三个方面:1.首次报道了低剂量下葫芦素通过激活血管内皮生长因子受体2(VEGFR2)及其下游相关的信号分子,促进血管内皮细胞在基质胶上的管腔形成。该部分以人脐静脉血管内皮细胞EA.hy926为体外研究对象,应用CCK-8明确药物无细胞毒性的安全剂量;评价安全剂量下,葫芦素对EA.hy926细胞在基质胶上体外管腔形成的影响,并在斑马鱼胚胎血管损伤模型中验证药物的血管修复作用。检测药物对血管新生重要信号通路VEGFR2及其重要下游分子磷酸化活性的影响。应用生物信息学工具预测了葫芦素可能存在的药物靶点,并对药物的潜在蛋白靶点进行了聚类分析。结果表明,无细胞毒性的低剂量葫芦素B和葫芦素E,均可促进EA.hy926细胞体外的管腔形成,并可修复斑马鱼胚胎期的血管损伤。信息学分析结果表明,葫芦素的药效可能与细胞的代谢及天然免疫有关,进一步的实验表明低剂量葫芦素B和葫芦素E可能是VEGFR2~(Tyr996)的一种激动剂,可通过调控VEGFR2及其下游的信号通路促进内皮细胞的存活和增殖,并可能影响细胞的迁移和极化,从而导致血管新生的发生。2.制备了理化特性良好、药物释放可控的含葫芦素B/葫芦素E的载药复合多孔支架。本部分主要研究内容为载药复合支架的制备及其理化性质的表征。以聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)和β-磷酸三钙(β-TCP)为支架的主要原料,使用低温3D打印技术制备PLGA-β-TCP-CuB/PLGA-β-TCP-CuE载药支架。采用扫描电镜、Micro-CT、力学测试等手段对支架理化特性进行了表征;采用高效液相色谱技术检测支架中药物的释放;并对支架释放液中药物的活性及细胞相容性进行了相应的评价。结果表明,所制备的支架,孔径大小约为470μM,孔隙率为70%,力学强度良好。支架体外释放模拟结果显示,药物在30天的观察期内呈线性释放,释放液pH值稳定。细胞可黏附于支架表面生长,且药物在低剂量下具有促血管和促成骨的双重作用,可以满足早期血管化及骨组织修复所需的要素。3.含葫芦素的载药复合支架可促进大鼠颅骨临界尺寸骨缺损模型中骨缺损部位的血管新生及骨再生。本部分的研究采用大鼠颅骨临界尺寸骨缺损模型,应用影像学、组织学等多种手段,评价负载了葫芦素的含药支架在体内诱导血管新生进而促进骨再生的作用。MRI动态监测结果显示,与假手术组及空白支架组相比,含药支架组中缺损部位的血流信号显著增强。Micro-CT可见载药支架组缺损部位新生血管数量显著增多。组织学结果显示,载药支架组促血管新生的重要因子VEGF及HIF-1α蛋白表达显著上调。X-Ray和Micro-CT影像学数据显示,载药支架组的骨量高于假手术组及空白支架组,骨小梁体积显著增加。Goldner三色染色可见含药支架组中,支架内有大量类骨质的形成,并在硬组织切片中观察到载药支架组有显著的新骨形成。结果表明,负载葫芦素的载药复合支架可促进骨缺损部位的血管新生进而诱导骨修复。综上所述,本研究揭示了低剂量的葫芦素通过激活VEGFR2信号通路促进血管新生,并在体内动物模型中验证了负载葫芦素的复合支架可有效促进血管新生及骨再生。以上结果提示本研究首次报道的低剂量葫芦素的功效在血管新生不足疾病,尤其是骨组织工程血管化等研究领域有潜在的临床应用及转化前景。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 徐培;吴海珍;;骨组织工程复合支架材料的研究进展[J];安徽医药;2010年06期
2 乔广艳;苏俭生;;骨组织工程复合支架材料的研究进展[J];口腔颌面外科杂志;2010年05期
3 张冬明;王践云;詹陶;张小华;余喜讯;万昌秀;;骨组织工程用聚磷酸钙基复合支架材料制备及性能初步探索[J];生物医学工程学杂志;2010年05期
4 常跃文,张长青,曾炳芳;骨组织工程学中的复合支架材料的研究现状和进展[J];口腔材料器械杂志;2005年01期
5 宋芹;颜军;郭晓强;姚倩;郁小兵;;羟基磷灰石/胶原蛋白复合支架上骨髓间充质干细胞的增殖与分化[J];中国组织工程研究与临床康复;2010年47期
6 赵玫;吴海珍;;纳米羟基磷灰石复合支架材料在骨组织工程中的研究现状[J];医学综述;2012年09期
7 姚志文;李红玖;刘唯;程由勇;李春华;王红忠;蔡琛;杨安;陈治清;;多孔细菌纤维素-聚乳酸乙醇酸复合支架制备及性能研究[J];现代医院;2012年06期
8 卢春闻;王超;袁佳滨;丁慕晨;徐晓博;石志才;毛宁方;;可同时释放两种骨形态发生蛋白复合支架的制备[J];第二军医大学学报;2017年02期
9 林晓艳;骨修复用胶原复合支架材料研究进展[J];国外医学(生物医学工程分册);2004年02期
10 杜晓宇;俞斌;丁惠锋;朱钰方;;三维打印珍珠粉-硫酸钙/聚己内酯复合支架及性能研究[J];现代技术陶瓷;2017年04期
11 易静楠;曹佳琳;毛萱;王小莺;汤顺清;;Ⅰ胶原/岩藻聚糖硫酸酯复合支架的制备及性能[J];材料科学与工程学报;2014年04期
12 丁龙龙;李丽云;陆云姝;吴飞;吴克瑾;金拓;;缓释血管内皮生长因子复合支架结合脂肪干细胞用于乳房再造的实验研究[J];外科理论与实践;2014年05期
13 汪学军;楼涛;宋国君;;聚乳酸/壳聚糖纤维复合支架的制备与性能[J];中国组织工程研究与临床康复;2010年42期
14 卢华定;蔡道章;冯智英;吴刚;曾春;史德海;李晓峰;;柱状分层的胶原-羟基磷灰石复合支架负载软骨细胞体外培养[J];中国修复重建外科杂志;2006年02期
15 应根东;朱能;;复合支架组织修复颅底缺损[J];中国眼耳鼻喉科杂志;2003年06期
16 方艳;徐水;吴婷芳;朱勇;;丝胶蛋白/羟基磷灰石/聚己内酯复合支架材料的制备及表征[J];材料导报;2019年S2期
17 周忠国;梁立勋;张亮;章宁钊;蒋文荣;徐伦;;急倾斜突出煤层回采巷道锚钢复合支架支护研究[J];科技创新与应用;2014年06期
18 蒋柳云;李玉宝;张利;王学江;;纳米羟基磷灰石/壳聚糖-羧甲基纤维素复合支架材料的研究[J];无机材料学报;2008年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 易洪城;;骨髓间充质干细胞复合海螵蛸生物支架的研制与鉴定及其生物学安全性评估[A];贵州省中西医结合学会第二届骨伤分会第三次学术交流大会论文汇编[C];2014年
2 崔志香;司军辉;;三维多孔PLA生物支架表面修饰及其性能研究[A];中国化学会2017全国高分子学术论文报告会摘要集——主题P:生物基高分子[C];2017年
3 陈晨;阎作勤;郭常安;;新型可止血纳米生物玻璃/壳聚糖/羧甲基纤维素复合支架修复骨缺损[A];第四届长三角地区创伤学术大会暨2014年浙江省创伤学术年会论文汇编[C];2014年
4 李大伟;马远征;;盐酸乙胺乙胺丁醇/无规聚(丙交酯-乙交酯-己内酯)共聚物/β-磷酸三钙复合支架的制备[A];中华医学会结核病学分会2019年全国结核病学术大会论文汇编[C];2019年
5 聂伟;苗莹珂;周小军;张彦中;何创龙;;石墨烯/纳米羟基磷灰石复合支架的制备及其在骨缺损修复中的应用[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第七分会:无机化学前沿[C];2016年
6 张胡静;徐水;朱良均;;丝素蛋白/羟基磷灰石复合支架材料的研制[A];中国蚕学会第六届青年学术研讨会论文集(3)[C];2009年
7 杨扬;;个性化构建BMP-9/ADSCs-PVA复合支架修复牙槽骨缺损的研究[A];第十二次全国口腔修复学学术会议论文汇编[C];2018年
8 王雪力;候理;谭竞;汤克勤;夏和生;刘霆;;生物相容性聚氨酯/碳纳米管复合支架材料的研究[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2007年
9 刘璐;李瑞欣;张莉;郭勇;陈学忠;王亮;董丽芝;张西正;;透明质酸改性壳聚糖-胶原-羟基磷灰石复合支架的制备及对成骨细胞增殖能力的影响[A];天津市生物医学工程学会第三十一届学术年会论文集[C];2011年
10 敖成鸿;张伟;张曦木;卢灿辉;;静电纺丝制备纤维素/纳米羟基磷灰石复合支架材料及其在骨组织工程中的应用研究[A];2016年全国高分子材料科学与工程研讨会论文摘要集[C];2016年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 成文翔;葫芦素在骨组织工程血管化中的作用及机制研究[D];中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院);2020年
2 赵洪石;二级三维多孔天然胶原—羟基磷灰石骨组织工程复合支架材料的体外构建及其生物性能研究[D];山东大学;2011年
3 张秉君;结构和功能双重优化的骨修复材料的构建及生物学性能研究[D];西南交通大学;2018年
4 王秋玉;PPDO-SIS复合支架的制备及其用于皮下软组织缺损修复的研究[D];中国人民解放军陆军军医大学;2019年
5 马俊;纳米纱/三维多孔纳米纤维复合支架构建及对骨髓间充质干细胞向纤维环细胞分化的影响[D];中国人民解放军海军军医大学;2018年
6 赵晶晶;HA/PTMC-F127-PTMC复合材料诱导成骨的实验研究[D];南方医科大学;2018年
7 苑博;表面多孔PCL-TCP复合支架的构建及其负载纳米DBM涂层修饰作为骨移植替代物的实验研究[D];中国人民解放军海军军医大学;2019年
8 吴焕成;NAD联合目标体温管理及复合支架在治疗颅脑创伤中的基础研究[D];天津医科大学;2018年
9 李丹荣;基于生物活性玻璃/壳聚糖/丝素蛋白的皮肤组织工程复合支架材料构建及其应用研究[D];华南理工大学;2017年
10 赵亚红;聚吡咯/丝素蛋白导电复合支架制备及其对神经再生的影响[D];江南大学;2018年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张剑华;三维打印制备功能性介孔生物活性复合支架及其生物学性能研究[D];上海理工大学;2015年
2 崔俊锋;磷酸化壳聚糖基仿生复合支架的研究[D];天津大学;2004年
3 尹浩月;聚乳酸/纳米羟基磷灰石复合支架材料的制备与研究[D];华北理工大学;2019年
4 夏宇;聚己内酯—水凝胶复合支架的3D打印工艺研究[D];上海交通大学;2018年
5 邹清霞;微纳结构HA/PDA/CMCS双功能复合支架的制备及其抗肿瘤和促成骨分化性能研究[D];华南理工大学;2019年
6 马丽娟;真空冷冻干燥法制备PLA/BG复合支架及性能研究[D];华北理工大学;2019年
7 杜朝;多肽修饰β-TCP复合支架修复大鼠颅骨缺损[D];上海交通大学;2018年
8 汤海霞;半水硫酸钙/壳聚糖/羟基磷灰石复合支架的制备及性能研究[D];广东药科大学;2019年
9 陈友;有机高分子杂化触变性磷酸镁基凝胶生物墨水的研究及3D生物打印应用[D];西南交通大学;2019年
10 满媛;3D生物打印制备CS/Gel/Gr复合软骨支架及其性能研究[D];大连理工大学;2019年
中国重要报纸全文数据库 前6条
1 记者 张晔;石墨烯—碳纳米管复合支架可模拟脑神经网络[N];科技日报;2019年
2 石家庄市无极县农牧局 秦艳;黄瓜味苦——葫芦素c作怪(上)[N];河北农民报;2018年
3 石家庄市无极县农牧局 秦艳;黄瓜味苦——葫芦素C作怪(下)[N];河北农民报;2018年
4 本报记者 吴佩;发现蔬果的“苦味”秘密[N];农民日报;2016年
5 李文锋;中煤31处党委全力促进项目建设[N];邯郸日报;2009年
6 中农网;葫芦素可防治玉米根蠕甲虫[N];山西科技报;2003年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978