摘要
为改善临界性骨缺损修复中成骨与血管化协同不足的难题,本研究旨在探讨组胺素1(Hst1)在成骨及促血管生成方面的双重作用及其机制,并构建其缓释水凝胶体系以增强骨再生效果。
采用Live/Dead染色与CCK-8法筛选Hst1最佳浓度。采用ALP/ARS染色及qPCR评估Hst1对BMSCs成骨分化的影响。通过内皮成管实验、ELISA及qPCR分析Hst1处理的BMSCs条件培养基对血管生成的作用及机制。运用qPCR与免疫荧光检测Wnt/β-catenin通路变化。构建Hst1/Gel水凝胶,表征其结构及药物释放行为等。在大鼠颅骨缺损模型中通过影像学与组织学评估Hst1/Gel的骨再生效果。
50 μM Hst1对BMSCs无毒性且促增殖效果最佳,被选为后续实验浓度。Hst1显著增强BMSCs成骨分化,表现为ALP活性升高、矿化结节增多及成骨基因(Runx2、Ocn等)表达上调。同时,Hst1上调BMSCs中Klf2表达,促进其分泌VEGF,增强其条件培养基的内皮成管能力。机制上,Hst1激活Wnt/β-catenin通路,表现为下游基因表达上调及β-catenin核转位。水凝胶表征显示Hst1/Gel具有三维多孔结构,能持续释放Hst1达28天。体内实验证实Hst1/Gel能显著促进骨缺损区新骨形成与血管生成。
Hst1通过激活Wnt/β-catenin通路直接促成骨,同时通过旁分泌途径促血管生成,在体内通过缓释水凝胶协同加速血管化骨再生,为临界性骨缺损修复提供了新策略。
