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目的BMP2同源二聚体已被证实可用于临床上治疗骨缺损,BMP2/7异源二聚体比同源二聚体BMP2具有更强促进成骨发生的诱导骨形成作用,此外BMP2/7异源二聚体成骨起效浓度低,早期即可,BMP2/7异源二聚体对破骨细胞的刺激作用需在高浓度时才可发挥显著作用。机体内成骨过程是成骨细胞和破骨细胞共同作用的结果,是成骨细胞和破骨细胞相互作用的动态过程,两组细胞在三维空间内互相影响完成的。BMP2同源二聚体不仅能促进成骨细胞的成骨活动,同时还能促进破骨细胞的增殖分化,BMP2/7异源二聚体单独作用于成骨细胞成骨效率优于BMP2同源二聚体,但在单独作用于破骨细胞时,BMP2同源二聚体的破骨刺激作用强于BMP2/7异源二聚体。本实验旨在通过建立成骨细胞-破骨细胞共培养体系,来探讨BMP2/7异源二聚体相较于BMP2同源二聚体,对成骨过程中成骨细胞增殖分化、细胞外基质矿化以及破骨细胞的分化和功能的生物学作用。方法通过研究商品化纯化的BMP2/7、BMP2蛋白在成骨-破骨细胞共培养体系中对成骨发生过程中成骨细胞的作用,检测成骨发生各阶段的相关指标:用荧光定量法检测细胞增殖情况;用比色法检测细胞成骨分化碱性磷酸酶(ALP)活性;用ELISA方法检测成骨细胞骨钙素(OCN)的分泌量;用实时荧光定量RT-PCR检测细胞成骨相关基因(ALP、OCN、Col1、Runx2)的表达水平;用茜素红染色观察并计量细胞矿化培养后的基质外矿化结节面积。通过研究BMP2/7、BMP2在共培养体系中对RANKL(50ng/ml)诱导的破骨细胞破骨发生过程中的作用,检测破骨发生相关指标:用实时荧光定量RT-PCR检测细胞成骨相关基因(TRAP基因Acp5、降钙素受体基因Caclcr、蛋白组织酶K基因Ctsk)的表达水平。结果在共培养体系中,BMP2/7异源二聚体在诱导成骨发生的各阶段均有明显促进作用。BMP2/7异源二聚体在成骨细胞增殖检测中比BMP2同源二聚体和对照组的作用优势要显著。在茜素红矿化结节染色面积的比较中发现BMP2/7在第三周时即能有效促进细胞外基质矿化,且第四周矿化效果较第三周有明显增加,而BMP2同源二聚体组以及对照组在第四周和第三周增加不多,并且在第四周时BMP2/7诱导的矿化面积是BMP2组的近一倍。此外,BMP2/7在诱导调节ALP活性、OCN活性以及成骨相关基因表达上都较BMP2有明显的增加优势。经过BMP2刺激,RANKL诱导的破骨细胞增殖明显。破骨相关基因的表达变化显示BMP2/7组中Calcr的表达水平低于对照组,在BMP2组中的表达水平与对照组相比更低。BMP2/7的加入对Ctsk表达水平的影响与对照组相比有明显的下降,但BMP2组反而高于对照组。结论BMP2/7异源二聚体在共培养体系中诱导细胞成骨发生的效果高于BMP2同源二聚体。该特点使得BMP2/7能够作为代替BMP2应用于临床的骨诱导因子。BMP2/7、BMP2都能影响经RANKL诱导的破骨细胞的破骨发生。BMP2/7异源二聚体在共培养中诱导破骨发生的效果稍低于BMP2同源二聚体。因此BMP2/7异源二聚体能在促进成骨发生的同时对破骨细胞的破骨作用并无显著增强,从而提高成骨净效应。