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降钙素基因相关肽(Calcatonin gene related peptide,CGRP)作为一种肽类神经递质,主要分布在代谢活跃的骨组织中,可调节骨细胞生长、分化、活性,从而调控骨折愈合过程,但是其具体调控机制目前尚不明确。同时研究发现转化生长因子-β(TGF-β)可同时刺激间充质干细胞、软骨细胞和成骨细胞的增殖及分化,还可以诱导细胞外蛋白质的产生,在软骨形成期及骨形成改建期发挥十分重要的作用。目前已经发现TGF-β有五种不同结构为TGF-β1-5,骨折愈合过程中不同结构的TGF-β在不同时间到达表达峰值,发挥的调控作用也不相同。其中TGF-β1的表达时间最长,TGF-β1与TGF-β2的比例约为4:1,TGF-β1也是目前研究的最多的一个亚结构。在颌骨骨折愈合过程中,降钙素基因相关肽是否通过对TGF-β1的调控,促使骨折愈合?本实验在课题组以往工作的基础上,建立失下牙槽神经支配的下颌骨骨折模型,检测骨痂中CGRP的分布,进而研究颌骨骨折愈合的骨痂中CGRP的改变对TGF-β1的表达所产生的影响;体外细胞实验研究中,通过加入外源性CGRP培养成骨细胞,检测成骨细胞培养液中TGF-β1的表达,研究对成骨细胞的调控作用。方法:细胞实验:观察CGRP对成骨细胞TGF-β1表达的影响。原代培养新生兔颅骨成骨细胞,对所培养的细胞进行形态学观察及碱性磷酸酶染色鉴定后,分别向细胞培养液中加入不同浓度的CGRP,分别在不同时间段进行处理,用MTT法检测成骨细胞生长活力,用western-blot检测成骨细胞中TGF-β1的蛋白表达。动物实验:实验建立失下牙槽神经下颌骨骨折愈合实验组和单纯性下颌骨骨折愈合对照组的实验动物模型(每组各25只)。两组动物分别伤后于4d、7d、14d、21d、28d于耳缘静脉处空气栓塞致死,截取制备骨折处之骨痂,采用免疫组化方法对观察愈合情况,运用Western-blot法检测TGF-β1蛋白表达。结果:细胞实验结果:(1)原代培养并分离兔颅骨成骨细胞,进行碱性磷酸酶(ALP)染色鉴定。(2)外源性地加入同一浓度的CGRP后随着时间的增加MTT值也呈增加趋势;(3)同一时间点做比较,随着CGRP浓度的不断增加,MTT值也呈上升趋势,并且在48h和72h组,这种趋势愈加明显(P<0.05)。(4)Western blot实验中随CGRP浓度的增加TGF-β1条带灰度显著升高,显示TGF-β1蛋白的表达逐渐增强(P<0.05),CGRP促进兔颅骨成骨细胞TGF-β1的表达。动物试验结果:(1)骨痂标本HE染色观察:单纯性骨折对照组可见骨痂组织中新生骨小梁生长速度较快、排列规则、粗大致密;失下牙槽神经实验组的骨痂中骨小梁稀疏并且排列不规则、骨痂结构存在缺陷,类骨质及骨吸收空腔较多。(2)TGF-β1免疫组化染色观察:正在增殖中的软骨成骨细胞TGF-β1呈阳性染色,钙化并转变为新骨的软骨及其表面的成骨细胞,其中在14d时对照组TGF-β1呈强阳性染色,与实验组比较有表达差异(P <0.05)。(3)新鲜骨痂中TGF-β1的蛋白表达:Western-blot分析显示对照组的骨痂中TGF-β1蛋白随着时间增加表达量逐渐上涨,在术后第14d表达量最高,之后趋于平稳,在14d时间点,失神经实验组条带蛋白表达低于单纯性骨折组(p<0.05)。结论(1)细胞实验表明,外源性地加入CGRP影响成骨细胞中TGF-β1的表达,CGRP的浓度与TGF-β1的表达呈正相关性,CGRP可能存在上调细胞TGF-β1合成的能力。(2) CGRP对成骨细胞的增殖具有促进作用。(3)骨折愈合过程中,失下牙槽神经实验组由于神经缺失所至的CGRP表达减少,导致TGF-β1的表达降低,影响骨痂的正常愈合。(4)在骨痂生长过程中TGF-β1的表达量随着时间的增加而递增。