sB7-H3加速颅脑损伤后肢体骨折愈合的分子机制研究

Accelerated fracture healing after traumatic brain injury is confirmed clinical phenomenon. But the mechanism is not yet clear. Bone immunology is proposed recently.B7-H3 is a newly identified immune molecules. Our previous study found that, B7-H3 not only can inhibit T cell activation, but also can promote bone marrow stem cells differentiate into bone cells; In addition, high levels of soluble B7-H3 (sB7 -H3) was found in the plasma of head injury combined with femur fracture. We speculate that sB7-H3 is secreted by injuried brain will promote osteogenesis through destroying the blood-brain barrier. This study intends to collect the patient's serum alone fractures and traumatic brain injury and fracture, then to analysis the relationship of sB7-H3 levels and fracture healing; Using sB7-H3 in vitro to stimulate bone marrow stem cells or T-cells, which contributed to the analysis of the molecular mechanism of bone cell differentiation; Establish B7H3 knockout mouse model of open fractures and brain injuries to investigate the effect of the lack of B7-H3 on fracture healing; Using the fusion protein B7-H3Ig WT mouse model to analyze the fracture healing facilitating role. This study will elucidate the molecular mechanism of sB7-H3 accelerated fracture healing with brain injury, provide new strategies for the clinical head injury with limb fractures.

颅脑损伤后可加速骨折愈合，但其机制尚未清楚。骨免疫学是近来提出的概念，B7-H3是新近鉴定的具有免疫抑制的膜分子，我们前期研究发现，B7-H3既可抑制T细胞活化，同时也促进骨髓干细胞分化为成骨细胞；此外，在颅脑损伤合并股骨骨折患者血浆中，也发现高水平的可溶性B7-H3（sB7-H3）。我们推测颅脑损伤后分泌sB7-H3，通过破坏的血脑屏障，促进骨折部位成骨。本研究拟收集颅脑损伤合并骨折及单独骨折患者的血清，分析sB7-H3水平与骨折愈合的关系；采用sB7-H3体外刺激骨髓干细胞或T细胞，分析其促成骨细胞分化的分子机理；建立开放骨折并落体撞击脑损伤的B7-H3基因敲除小鼠模型，探讨缺乏B7-H3作用后对骨折愈合的影响；并使用B7-H3Ig融合蛋白免疫WT模型小鼠，分析其对骨折愈合的促进作用。本研究将阐明sB7-H3促颅脑损伤后加速骨折愈合的分子机理，为临颅脑损伤合并肢体骨折的治疗提供新策略。

B7-H3作为共刺激分子，以往在免疫方面研究较多，其他方面涉及少。我们对sB7-H3在人脑创伤后骨折愈合中的作用进行了研究，结果发现脑创伤可外周血中sB7-H3的升高，增加的sB7-H3促进了间充质干细胞向成骨细胞的分化，进而促进了骨折愈合。在对脑创伤和骨折愈合的研究中，我们还发现人颅脑损伤导致的血管活性肠肽（VIP）的高表达与骨折愈合呈正相关。我们还成功构建了小鼠颅脑损伤模型，为进一步的动物实验研究打下了基础。我们还探索了颅脑损伤合并骨折患者，单纯骨折患者以及正常人血液中的lncRNA的表达改变，筛选的差异表达显著的LOC153684的体内靶点可能是AX2R，实验还在进一步的研究中。我们对B7-H3在肿瘤中的表达也进行了研究，结果表明，B7-H3在人膀胱癌组织中高表达，通过在细胞水平过表达和干扰B7-H3的表达，发现B7-H3通过PI3K-Akt-Stat3信号途径促进了人膀胱癌细胞的侵袭和迁移。.通过光谱测量分析代谢组学的变化，发现了急性高原反应组和对照组在代谢组学一些分子的改变。.应用生物信息方法分析了尖吻蝮蛇蛇毒的三种主要的成分的cDNA序列，串联表达方法预测关键的抗原片段，及在动物体内抗蛇毒血清的效果。通过12肽库噬菌体展示技术，成功筛选、串联表达和免疫活性的抗蛇毒的抗体。.在VSIG4与炎症发生的关系研究中，Vsig4−/−巨噬细胞中编码Nlrp3和Il-1β的mRNA和蛋白质水平显著升高，实验还表明MS4A6D是与VSIG4相互作用的近端衔接蛋白，通过JAK2-STAT3-A20进一步募集信号，下调了Nlrp3和IL-1β的转录，MS4A6D通过介导JAK-STAT3-A20-NF-kB信号通路抑制巨噬细胞M1极化及炎症的爆发。通过疾病模型研究，发现Vsig4缺乏导致EAE小鼠的病情恶化，但却对DSS诱导的结肠炎具有抗性。还开发了针对VSIG4的激活型抗体GV11（专利号：201610259776.4），该抗体能通过激活VSIG4-MS4A6D信号通路下调炎症并改善小鼠实验性变态反应性脑脊髓炎（EAE）的进展，提示VSIG4可作为EAE等多种自身免疫性疾病的治疗新靶标，通过抗体增强该信号