新策略旨在提高骨修复治疗的有效性和安全性

骨形态发生蛋白2 (Bone morphogenetic protein-2, BMP2)在临床上被用于促进骨修复。然而，刺激人体骨骼生长所需的高BMP2浓度可能会产生危及生命的不良反应，如脊柱融合术中的颈椎肿胀，这一问题曾在2008年引起FDA的警告。现在，一个临床医生和工程师团队已经证明，将蛋白激酶c结合蛋白NELL-1 (nell样分子-1)添加到BMP2治疗中可能会使临床医生在更低和更安全的BMP2剂量下获得更好的结果。他们的研究结果发表在美国病理学杂志．

BMP2是fda批准的骨诱导生长因子，用于脊柱融合和治疗骨骼缺陷。BMP2治疗的一个重要限制是形成异常的、充满脂肪的、质量差的骨这超出了缺陷的适当边界。不良反应，如颈椎肿胀，异位骨形成，破骨细胞形成和不一致的骨形成，可发生在高剂量。因此，治疗的实际目标是产生高质量的骨(成骨)和抑制异常脂肪细胞入侵者(脂肪形成)的产生。

“在这项研究中，我们发现NELL-1抑制BMP2诱导的脂肪形成，以及NELL-1 + BMP2在骨形成中的协同作用。总的来说，NELL-1与BMP2联合形成的骨质量优于单独的BMP2。在骨再生受损的临床情况下，如类固醇治疗或骨质疏松症，NELL-1与BMP2的联合治疗可能特别有价值，”加州大学洛杉矶分校医学院整形重建外科研究部副主任兼手术修复研究主任、FACS医学博士Chia Soo博士指出。

研究人员在动物体内和体外评估了NELL-1和BMP2。使用股骨节段缺损模型，其中大鼠股骨的一部分被手术切除，研究人员研究了手术后8周的骨再生。

未经治疗对照组的组织学分析显示，手术腔内纤维组织生长，手术分离的股骨两端之间没有形成连接，也没有小梁的证据骨形成(为再生提供框架的结缔组织链)。经BMP2处理后，骨折端连接，但新形成的骨中含有零星的脂肪组织骨小梁这超出了最初的利润率。相反，NELL-1 + BMP2的组合产生紧密编织的小梁骨，大部分保留在缺损区域内。

其他测试证实，脂肪细胞在BMP2处理的空腔中明显，但在NELL-1 + BMP2处理的空腔中不明显。在体外实验中，NELL-1还能抑制bmp2刺激的多种祖细胞的脂肪生成。研究人员使用了各种先进的技术来证明NELL-1 + BMP2显著增加了所有的标志物骨骼生长相对于单独的任何一种治疗，包括在人骨髓基质细胞上进行的试验。作者认为，NELL-1促使细胞在发育早期形成成骨，而不是形成脂肪。

UCLA医学院病理学系骨病理学家Aaron W. James医学博士解释说，NELL-1调节bmp2诱导的成骨和脂肪形成可能是通过激活典型的(β-catenin依赖的)Wnt信号发生的，他补充说，一般来说，增加Wnt信号引导细胞走向成骨而不是脂肪形成。(通过Wnt蛋白传递的Wnt信号允许细胞进行通信，并被认为在骨发育和成熟期间在调节间充质干细胞的维持和分化中发挥作用。)

“NELL-1激活Wnt信号的能力表明了在骨质疏松症等疾病中的潜在用途，在这些疾病中，成骨与脂肪形成之间的平衡以及骨沉积与骨吸收之间的平衡被干扰，从而有利于骨质流失，”康廷博士(DMD, DMedSc)博士说，他是加州大学洛杉矶分校牙科学院生长与发育部门的教授和主席，也是加州大学洛杉矶分校生物工程和骨科外科学系的教授。他补充说，这些发现揭示了新的治疗骨质疏松症的可能性，例如使用抗内源性Wnt通路抑制剂的抗体，其中两种目前正在进行3期临床试验。

促进治疗骨骼发育对于那些骨质疏松、癌症、药物、手术或创伤导致的骨骼脆弱的人来说，这可能是有价值的。重组BMP经fda批准用于有限的患者群体，如需要腰椎融合术的退行性椎间盘疾病患者，稳定的急性开放性胫骨干骨折患者，以及无法进行成功自体移植的患者。在未来的工作中，研究人员希望他们的发现能够降低目前所需的BMP2临床剂量，从而减少不良事件的发生。