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治疗骨质疏松基因研究 　　导语：骨质疏松及其可能引发的骨折，会严重影响老年人尤其是绝经后妇女的生活质量。除了传统治疗方法，基因治疗正成为国内外学者研究的热点。有大量文献报道了基因治疗骨质疏松的动物试验结果，如利用病毒载体局部或全身转导相关的骨诱导蛋白，以改善试验动物的骨质量，并取得了理想的结果。 　　骨质疏松症是一种以骨量下降，骨微结构退变，骨脆性增加进而导致发生骨折的骨代谢性疾病，多发于老年人及绝经后妇女。骨质疏松性骨折是影响骨质疏松患者最常见，也是最严重的并发症，其特点是难以预防，骨折后不愈合或延迟愈合率明显增大；骨折后行内固定手术时易在术中或术后内固定器械松懈等原因而导致手术失败。 　　随着现代分子生物学技术的不断发展，基因治疗骨质疏松等骨代谢疾病正成为研究的热点。国内外不少学者已经在动物试验尝试将治疗基因导入动物体内并获得表达，以治疗骨质疏松及其骨折。 　　科学家发现骨质疏松基因群 　　近期，一项汇集澳大利亚、东亚、欧洲和北美共50多个国家研究的国际联合项目发现一批骨质疏松基因，使人类认知的骨质疏松基因数增加了一倍，这也是人类首次大规模发现遗传变异与骨折风险的关系。这项研究成果发表在近期出版的《自然遗传学》杂志上。 　　目前，双能X射线骨密度仪被广泛用于测量骨密度，诊断骨质疏松和评估骨折风险。一般来说，骨密度越高，骨折风险越小。这项研究共计扫描8万多人，研究骨折病例3万多例、无骨折病例10万多例，是迄今为止最大规模的骨质疏松症遗传研究。新的研究发现，基因组有56个区域的变种影响人们的骨密度，其中有14种会增大骨折的风险。 　　骨病候选治疗基因 　　长期以来，虽然人们普遍认为骨质疏松症是由基因决定的，但具体是由哪些基因造成的仍是一个谜。 　　此外，骨质疏松的具体发病机制尚不十分清楚。理论上来讲，任何促进骨形成、抑制骨吸收的蛋白分子的基因都可作为候选治疗基因，包括促进成骨细胞形成与分化，作用于成骨细胞或破骨细胞的基因、作用于相关激素及激素受体基因、作用于钙代谢的基因、作用于软骨基质代谢的基因?? 　　目前在基因治疗中研究较多的骨诱导蛋白有哪些呢？ 　　骨形成蛋白（bone morphogenetic protein，BMP） 　　骨形成蛋白是目前研究最多的骨诱导蛋白，它们属于生长转化因子TGF-B家族。BMP蛋白诱导骨形成作用主要表现在趋化和增殖单核细胞和间叶细胞并使其向成软骨细胞和成骨细胞分化；促使软骨细胞肥大，软骨基质钙化，血管形成和成骨细胞方向分化；以及参与骨重建。目前认为BMP-2、BMP-4、BMP-6、BMP-7、BMP-9具有较强的骨诱导作用。研究人员发现，虽然大多数的成骨蛋白可以诱导前成骨细胞向成骨细胞分化，BMP-2、6和93种成骨蛋白同时也在间质祖细胞向前成骨细胞分化中起重要的作用。 　　目前国内外有很多采用BMPs来处理骨缺损、骨不愈合以及进行骨融合的病例报道，但是在基因治疗水平治疗骨质疏松及其相关骨折的研究报道仍以动物试验为主。一些研究者人员利用在体外转导有BMP-4基因的肌源性细胞来局部治疗骨质疏松大鼠的骨折和骨缺损，发现骨缺损和骨折愈合的速度明显加快；还有一些研究者利用含BMP-2腺病毒载体的成骨细胞和间充质干细胞来局部治疗骨质疏松绵羊的骨折，通过骨组织放射影像、生物力学以及病理证实了含BMP-2基因的细胞能够加速骨质疏松绵羊的骨折愈合。 　　LIM矿化蛋白-1（LIM mineralization protein-1，LMP-1） 　　LIM矿化蛋白-1是LIM结构域蛋白家族成员之一，最初通过差异显示PCR比较经糖皮质激素处理的成骨细胞的mRNA和未经处理的培养成骨细胞mRNA而被发现的，研究人员用组织原位杂交技术分析小鼠胚胎肢体切片时发现，LMP-1转录出现在未成熟骨的软骨基质周围的间叶组织内，同时也在颅骨的单纯的膜内化骨发育也检测出LMP-1，表明LMP-1同时参与胚胎的膜内化骨与软骨化骨两种方式的骨形成。而利用LMP-1反义核苷酸，可阻止骨钙化结节的形成和骨钙素的分泌，进一步证实了LMP-1在成骨细胞分化、成熟中有重要作用。与BMP不同，LMP-1是细胞内的蛋白，不是一般的分泌型因子，它的骨诱导作用可能是通过直接诱导成骨细胞的分化，并诱导其他骨诱导分子如BMP-2、4、6、7和TGF-B的合成和分泌，以及同时召集附近的细胞分化参与膜内或软骨内化骨。 　　目前对LMP-1的研究较多的是利用基因转导来观察其在脊柱融合和椎间盘退变中的作用，发现LMP-1能促进实验动物的脊柱融合，增加椎间盘细胞中的蛋白聚糖以及BMPs的表达。一些研究者利用逆转录病毒分别转导LMP-1和BMP-4来治疗大鼠股骨骨折，发现LMP-1基因明显促进骨折及骨不连的愈合，且未形成异位骨化，结果优于BMP-4，表明LMP