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目的克隆并构建人骨形成蛋白2真核表达载体;将纳米骨浆与人骨形成蛋白2(human bone morphogenetic protein 2,hBMP2)基因真核表达质粒相复合,观察纳米骨浆经成骨基因hBMP2活化后是否具有异位诱导成骨能力;建立兔桡骨中段临界骨缺损模型,观察hBMP2基因强化纳米骨浆在损伤部位的局部成骨基因表达和骨缺损重建修复中的作用。方法由人成骨肉瘤细胞中提取细胞总RNA,利用RT-PCR方法扩增获得hBMP2基因cDNA,将基因片段重组到pGEM-T质粒中,转化到大肠杆菌DH5α后筛选阳性克隆,利用限制性酶切和核苷酸序列分析鉴定重组质粒,将克隆载体中hBMP2基因重组到真核表达载体pcDNA3.1的酶切位点构建pcDNA3.1-hBMP2质粒。质粒通过脂质体体外转染小鼠骨髓基质细胞, RT-PCR和免疫组化法检测BMP2的表达;昆明种小鼠24只分为两组:两组小鼠右侧大腿后群肌袋均注射纳米骨浆+hBMP2质粒作为实验侧;1组:左侧大腿后群肌袋注射纳米骨浆+空白质粒,作为对照侧1; 2组:左侧注射纳米骨浆,作为对照侧2。在术后2、4周采用放射学、分子生物学和组织形态学等方法检测成骨基因hBMP2表达和诱导成骨效应;新西兰白兔54只,其中48只实验动物随机分成3组(各组16只32侧),制成双侧桡骨中段15mm骨缺损模型。A组: hBMP2+纳米骨浆; B组:空白质粒+纳米骨浆; C组:纳米骨浆。另6只动物作左桡骨中段骨缺损,不植入材料,作为空白对照。术后4、8和12周取材作影像学检查、组织学观察、分子生物学检测和生物力学检测。结果质粒DNA酶切分析及核酸序列分析证实,获得的基因片段为hBMP2全编码序列,RT-PCR和免疫组化检测到pcDNA3.1-hBMP2在小鼠骨髓基质细胞表达hBMP2的mRNA和蛋白;术后所有动物均存活,饮食活动正常。术后2周实验侧植入材料出现大量软骨组织和呈岛状散在分布的骨组织,对照侧未见骨组织形成,术后4周可见大量成骨组织,新生骨相互融合生长并形成为较为成熟的板层骨和骨小梁结构,对照侧植入材料外周有较多纤维结缔组织,未见骨或软骨形成。RT-PCR和Western blot检测发现术后2、4周实验侧注射材料组织有hBMP2表达。实验侧碱性磷酸酶(ALP)活性明显高于对照侧(P<0.05);术后12周A、B和C组骨缺损均修复,A组骨缺损处有明显BMP2的mRNA和蛋白质表达,在ALP水平、成骨速度、新生骨量及新生骨力学强度等方面均明显优于B、C两组(P<0.05)。空白对照组骨缺损无愈合。结论成功克隆获得hBMP2基因并构建真核表达载体,为后继实验打下基础;纳米骨浆在hBMP2基因质粒活化后具有显著的骨诱导活性;hBMP2基因强化纳米骨浆具有了较强骨诱导作用,植入体内后成骨速度、质量及力学强度较单纯的纳米骨浆明显增强,能够有效修复骨缺损。