Nature子刊：新研究发现BMP2和PDGF的组合使用竟会抑制骨骼生长和再生

骨骼具有惊人的再生能力。在骨折后，健康人的骨头会愈合，不会留下疤痕。对于年老的人，或患有糖尿病等疾病的人来说，大约10%的长骨骨折不能很好地愈合，需要生长因子才能完全愈合。

两种生长因子---骨形态发生蛋白2（bone morphogenetic protein 2, BMP2）和血小板衍生生长因子（platelet-derived growth factor, PDGF）--目前已被美国食品药品管理局（FDA）批准用于协助骨骼愈合。在一项新的研究中，美国康涅狄格大学医学院整形外科教授Ivo Kalajzic和康涅狄格大学医学院再生医学与骨骼发育中心的研究导师Sanja Novak及其同事们报告说，将这两种生长因子组合使用可能会使它们的效力降低。他们的研究评估了PDGF BB和BMP2一起使用时的骨代谢或骨形成效果。相关研究结果近期发表在npj Regenerative Medicine期刊上，论文标题为“PDGF inhibits BMP2-induced bone healing”。

骨形态发生蛋白（BMP）是骨骼再生的重要调节剂，而PDGF有助于调节细胞的生长和分裂。单独使用时，BMP2有助于增加骨量和愈合。但是，在评估了同时用PDGF和BMP2治疗的小鼠后，这些作者发现PDGF抑制了BMP2诱导的骨骼生长。

Kalajzic说，“这是一项具有临床意义的研究，因为BMP2一直是临床实践中广泛使用的促骨形成药物（osteoanabolic），还需要进行更多的研究来了解如何提高它的效果并降低治疗剂量以达到相同或更强的骨骼愈合效果。”

为了测试这两种生长因子组合使用时的影响，这些作者使用了多种转基因小鼠，并使用显微外科手术方法来制造骨折和“临界尺寸（critical size）”的骨缺损，即20%的骨长缺损。根据他们的说法，啮齿动物模型是了解骨骼愈合的遗传调节的理想选择。

图片来自npj Regenerative Medicine, 2023, doi:10.1038/s41536-023-00276-5。

这些作者发现当置于骨缺损内时，PDGF信号转导在调节BMP2诱导的骨骼形成中的负面作用。在这种愈合过程的早期，对临界尺寸的骨缺损进行这种组合治疗，减少了骨祖细胞（osteoprogenitor）的数量，并限制了干细胞/祖细胞的扩增，导致骨缺损九周后的骨形成减少。然而，在这种愈合过程早期对PDGF信号转导进行抑制并没有导致BMP2诱导的骨生成的改善，这表明PDGF在这种愈合过程中是必需的。

这项新的研究表明两种促进骨骼生长的物质在组合使用时实际上会减少骨骼生长。这些数据显示，时间和位置对于骨生长因子的有效性和适当的愈合是多么重要。

这些作者说，“虽然BMP2通常在临床上使用，但这项新的研究表明在未来还需要开展进一步的研究来探索除了PDGF和BMP信号之间的相互作用外的其他机制，以便帮助诱导骨再生并减少患者在治疗时出现的重大副作用。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Sanja Novak et al. PDGF inhibits BMP2-induced bone healing. npj Regenerative Medicine, 2023, doi:10.1038/s41536-023-00276-5.