【摘要】骨组织细胞外基质包含有胶原、非胶原蛋白多糖、细胞外间质糖蛋白矿化组织蛋白、生长因子等。胶原又分为纤维形成胶原和非纤维形成胶原两类。骨组织中最具有特征的胶原成份是胶原纤维，其为骨矿化提供支架。非胶原蛋白则被认为具有控制羟基磷灰石（HA）、钙盐晶体沉积的作用。本文将对细胞外基质各组份在骨组织愈合过程中作用机理的研究进展作一综述。
【关键词】骨基质蛋白 生长因子 骨愈合
中图分类号：R322.7＋1 文章标识码：A 文章编号：1007-3957(2000)03-137-04
外伤、骨肿瘤外科手术所致的骨缺损往往需要移植大量的骨来修复缺损。自体移植骨具有良好的骨引导作用，但无法大量获取。异体移植骨虽可大量获取，但移植骨存在吸收且骨诱导性能差。此外，各种人工骨替代材料也被开发并用于骨移植修复。随着细胞和分子生物学研究的不断发展，骨基质蛋白逐渐被了解。如何刺激骨愈合是骨缺损修复需解决的主要问题。骨组织由细胞和细胞外基质组成。细胞外基质包括有机和无机组份。骨基质的有机成份分为胶原和非胶原蛋白。Ⅰ型胶原占骨基质有机成份的90％,是主要的骨结构蛋白，其余的10％为非胶原蛋白。骨生长因子占非胶原蛋白的总量不到1％,但它是骨细胞代谢的主要调节者。研究骨基质蛋白的各个成份在骨愈合过程中作用的分子生物学机制对骨缺损修复及骨愈合具有重要意义。
1 胶原
胶原是骨组织的主要成份，已发现的骨及软骨组织中存在15种胶原成份。分为纤维形成胶原（Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅴ，Ⅷ，Ⅺ，Ⅻ）和非纤维形成胶原（包括未知胶原型）两大类。纤维形成胶原类型与所在组织相关。Ⅱ型胶原分子存在于软骨处，骨组织以Ⅰ型胶原为主。Ⅰ型和Ⅲ型胶原分子还在于结缔软组织的纤维成份中。Ⅴ，Ⅻ，Ⅵ，Ⅷ位于骨组织中。胶原分子可由免疫电子显微镜分析和杂交分析软骨表面胶原纤维来定位。研究表明基本上所有胶原纤维在构成方面均不相同。通过测量羟脯酸、糖醛酸、已糖胺含量及与各大分子的放射性前体的结合的方法，许多早期研究了有关骨愈合不同阶段胶原合成变化。1995年，Petri Virolaninen[1]采用组织学、生物机械及分子生物学方法，建立新鲜自体骨、冷冻网状骨移植及未移植的骨缺损愈合动物（大鼠）模型，研究在各种骨缺损愈合模式中，Ⅰ，Ⅲ型胶原基因动态表达水平，提示宿主骨组织对不同材料移植修复骨缺损的反应不同；同年，Nadeem等[2]则为研究Ⅻ型胶原在钛种植体周围组织界面的表达部位，建立种植体组织界面分子生物学分析的新动物模型。这将有助于有关骨整合及潜在PDL（牙周韧带）形成方面的细胞外骨基质种植体愈合模式的研究。1998年，Neo等[3]建立生物活性材料羟基磷灰石、玻璃陶瓷修复骨缺损的兔子模型，发现7～14天，两种材料周围多数成骨细胞Ⅰ型前胶原的mRNA表达呈阳性——显示新骨形成，从而在某种程度上探讨了生物材料与骨界面成骨细胞的动态反应机制,也反应了Ⅰ型胶原在骨愈合过程中的重要性。
2 生长因子
骨源性生长因子多数由成骨细胞产生并在骨形成中结合到细胞外基质中，少量来自血浆并结合到基质中。目前，认为结合状态的生长因子位于基质中，直到重建和创伤时产生溶解并释放。被释放的生长因子的作用有：（1）可以在骨创伤后骨改建、愈合反应的引发和控制时期调节成骨细胞、破骨细胞的代谢。（2）骨生长因子只影响局部的环境，刺激邻近细胞的增生及基质蛋白的合成增加（旁分泌）。（3）产生生长因子的成骨细胞能刺激自身并引起代谢活动增加（自分泌）。（4）生长因子也介导激素的作用。（5）在骨愈合过程中，生长因子对于激发和维持前成骨细胞和成骨细胞的分化和增生起着重要作用。现代分子生物学技术，使生长因子基因重组，利用生长因子整复骨缺损可避免自体、异种、异体骨植骨的缺点。
