2.1　转化生长因子（TGF）家族
　　研究骨源性骨诱导因子的先驱Urist和Coworker的研究结果表明，骨富有骨诱导生长因子，此因子作用于细胞表型调节及基质产物的产生。目前已鉴定出5种不同分子类型的TGF－β，即TGF－β1，TGF－β2，TGF－β3，TGF－β4，TGF－β5。一些生物活性多肽已被认为是与TGF－β生长因子是同一家族。包括一系列骨形成蛋白（BMP－2，BMP－7）及骨蛋白－1（OP－1）[7]。TGF－β1，TGF－β2由成骨细胞产生并结合到已矿化的基质中。成骨细胞拥有最多的TGF－β受体。胶原的产生和胶原基因的表达是受TGF－β1的刺激而增加[8]。含TGF－β1的甲基纤维凝胶载体可刺激骨形成[9]。Virolainan等[5]研究了生物活性陶瓷及自体移植骨修复骨缺损的分子机制，检测了两者TGF－β1水平与Ⅰ型胶原mRNA表达模式的不同。近年来，为明确一些特殊基因产物而采用分子克隆法克隆其各自的cDNA或基因。各种实验证明TGF－β家族的生长调节肽是调节骨诱导及修复的关键。TGF－β1是最有潜力的使成纤维细胞产生胶原的诱导者，TGF－β1还与基质金属蛋白酶（MMPS）、金属蛋白酶组织抑制物（TIMPS）系统介导胶原降解的动态平衡有关。通过减少金属蛋白酶MMPS的产物来抑制该酶活性，抑制细胞周围蛋白的溶解，该酶具有消化不同细胞外大分子的功能[19]。此外，Pfeilschifter发现TGF－β抑制破骨细胞的活性及新破骨细胞的形成。TGF－β网络效应的作用是使细胞外基质积累骨组织中TGF－β的浓度高于其他组织100倍。然而，一些研究的观点认为：TGF－β治疗作用的体内、体外研究结果不相同。在成骨细胞培养中，TGF－β抑制骨矿化结节形成，成骨细胞的增生分化作用依赖于TGF－β的浓度、细胞的密度、种系、成骨细胞分化的阶段。TGF－β所具有的抑制免疫系统功能作用可能会限制其促进骨形成的临床运用。
2.2　BMPs骨形成蛋白
　　1965年Urist研究发现将脱矿骨基质放置皮下时，能诱导骨形成。以后发现有一种特殊蛋白被命名为骨形成蛋白（BMP），现已发现功能相类似的一组蛋白命名为BMP1～12[14]。BMPS是唯一能直接刺激间充质干细胞分化为软骨及成骨样细胞的细胞因子[15]。在骨愈合过程中从创口释放的BMP刺激间充质干细胞的分化从而参与骨愈合过程。Wang发现重组BMP已显示了具有诱导有骨基质载体骨外周组织的软骨及骨形成。BMP功能性载体包括胶原基质脱矿骨基质和各种多糖基质[16]。由于载体的作用是将骨形成蛋白固定于特殊位置使其有足够的时间发生骨诱导。体内研究主要在大鼠、兔子、羊、猴子的长骨缺损的愈合模型BMP－2，BMP－3，和BMP－7具有有效的刺激骨愈合作用[17，18]。虽然BMP刺激骨诱导的细胞学机制仍欠清楚，此组生长因子在体内的骨诱导作用是肯定的。BMPs能诱导间充质细胞分化为成骨细胞和软骨细胞。其他生长因子通过自分泌和旁分泌作用于骨细胞代谢。BMP可以用在骨缺损需要刺激骨愈合的情况下进行临床运用。Beck发现TGF－β甲基纤维素凝胶具有刺激兔子的大块颅骨缺损的骨愈合,其与三磷酸钙陶瓷复合具有促进愈合作用。在兔子胫骨骨愈合模型中，TGF－β持续刺激下，强度及骨痂的形成得到促进[10]。在不同的解剖部位BMP和TGF－β均能刺激骨缺损区的骨形成。Lind和近年来研究吸附TGF－β喷涂陶瓷的种植体植入成年狗的骨组织中，能刺激种植体周的骨生长及骨愈合[10，18]。TGF－β效应剂量大大低于BMP。前者在μg水平而BMP需要在mg水平。如此低的剂量使吸附TGF－β便于陶瓷喷涂种植体或陶瓷块以刺激骨缺损的愈合[19]。
2.3　胰岛素样生长因子(IGFs)
　　IGF又称促生长因子，在骨骼生长中起重要作用。IGF－Ⅱ在骨基质中发现的浓度最高的生长因子[11]。IGF－Ⅰ和IGF－Ⅱ有相同的生物活性。但IGF－Ⅰ有比IGF－Ⅱ高4～7倍的潜能。它可由成骨细胞合成，能增加成骨细胞合成Ⅰ型胶原和骨钙，加快成骨细胞的复合,增加碱性磷酸酶活性。在骨形成过程中能协调骨基质的产生和矿化间的关系。在成骨细胞培养中，显示IGF－Ⅰ具有刺激前成骨细胞的复制及诱导分化的成骨细胞产生胶原的能力。免疫组化法可为幼年鼠生长板软骨增生时IGF－Ⅰ的定位，提示IGF－Ⅰ通过自分泌机制刺激增生带的软骨细胞扩增[21]。观察发现在大鼠颅骨的成骨细胞培养中IGF－Ⅰ和IGF－Ⅱ均增加了骨胶原的合成并减少胶原的降解[6]。IGF－Ⅰ和IGF－Ⅱ刺激前成骨细胞复活而增加能合成骨基质细胞数目[13]。骨细胞还分泌能与IGF结合并具有生物活性的IGF－结合蛋白[12]。在骨愈合过程中，局部应用IGF－Ⅰ并没有加强骨愈合，因而有学者认为内源性IGF－Ⅰ产物是骨折模型中骨愈合的最佳选择。

责任编辑：姚红祥