侧壁开窗法上颌窦底提升术植入Bio-Oss后骨生成的mRNA表达谱

 目的：探讨侧壁开窗法上颌窦底提升术这种特殊的引导性骨再生（guided bone regeneration, GBR）过程的转录组特点。方法：3只Beagle犬，随机选择一侧经侧壁开窗行上颌窦底提升术，同时植入Bio-Oss骨粉，术后2周，对另一侧用相同的方法行上颌窦底提升术。第2次术后2周，收集植入的Bio-Oss骨粉组织块，提取总RNA，全基因组表达谱芯片检测分析上颌窦底提升后2周和4周时的差异表达基因。利用基因本体论（gene ontology, GO）对差异表达的基因进行功能分类，以及京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG）进行信号通路分析。结果：在2周时表达升高的基因与刺激反应、免疫-炎症反应和细胞增殖有关，同时，与神经元分化、破骨细胞分化和早期血管化过程相关的基因也高表达。在4周时，与细胞代谢和发育相关的基因表达升高，重要的是，与血管生成和骨骼发育相关的基因都高表达，与骨骼发育相关的基因包括骨生成相关的生长和分化因子［转化生成因子β1（transforming growth factor beta 1, TGFB1）和骨形态发生蛋白4（bone morphogenetic protein 4, BMP4）］、软骨和骨胞外基质［软骨黏附素（chondroadherin, CHAD）、Ⅰ型胶原α1链（collagen type I, alpha 1 chain, COL1A1）、Ⅰ型胶原α2链（collagen type I, alpha 2 chain, COL1A2）、Ⅴ型胶原α2链（collagen type Ⅴ, alpha 2 chain, COL5A2）、核心蛋白聚糖（decorin, DCN）、骨连接蛋白（osteonectin, SPARC）和骨钙素（osteocalcin, BGLAP）］等相关的基因。信号通路分析显示4周时表达升高的基因与转化生长因子β/骨形态发生蛋白（transforming growth factor beta/bone morphogenetic protein, TGF-β/BMP)信号通路有关。无翅型MMTV整合位点家族（wingless-type MMTV integration site family, WNT）信号通路中的关键基因WNT5A和卷曲蛋白受体9（frizzled receptor 9, FZD9）在2周时表达升高，而连环蛋白β1（catenin beta 1, CTNNB1）在4周时表达升高。结论：侧壁开窗法上颌窦底提升术2周后转录表达谱变化以免疫-炎症反应和破骨反应下调、骨生成相关基因表达升高为特点，骨再生的过程还与神经生成和血管生成过程相关。在骨再生的过程中，TGF-β/BMP和WNT信号通路起重要作用，WNT信号通路的作用复杂。