BMP-2/6およびBMP-2/7の非ウイルス遺伝子送達によるヘテロダイマーによる骨形成

非ウイルス遺伝子送達は、骨形成タンパク質（BMP）の持続的な生理学的用量を放出する安全な技術です。複数のBMPの共代化により、より強力なBMPヘテロダイマーが形成される可能性があります。この研究では、ヘテロダイマーを産生する平均として、BMP-2/6およびBMP-2/7の非ウイルスの共産科が評価されました。ヤギMSCは、骨形成に関連することが知られているBMPアイソフォーム（PBMP）をコードするプラスミドDNAを非自発的にトランスフェクトしました：BMP -2、-6または-7。その結果、BMP-2、-6、および-7を生成し、最大14日間検出可能であり、それらの合計送達（PBMP-6またはPBMP-7を含むPBMP-2）を使用してBMP-2/6およびBM-2/7ヘテロダイマーを作成しました。ヘテロダイマータンパク質の形成と分泌は、サンドイッチ酵素結合免疫吸着アッセイ（ELISA）によって検証されました。レポーター細胞とMSCの分化によって確認されているように、生成されたBMPとヘテロダイマーは生物学的に活性でした。骨の形成を評価するために、トランスフェクトされたMSCをセラミック足場に播種し、ヌードマウスに皮下に移植しました。骨形成はPBMP-2/6状態で大幅に増強され、PBMP-2/7およびPBMP-6ホモディマー条件でより多くの骨形成の傾向が観察されました。PBMP-2、PBMP-7、または対照条件で骨は見つかりませんでした。結論として、PBMP-6または-7とのPBMP-2の同時送達により、BMPホモダイマーと比較して骨形成に有益なヘテロダイマーの産生が生成されました。BMPシーケンスの組み合わせは、BMPタンパク質の高い投与量の必要性を低下させる可能性があり、成長因子の長時間の可用性を高める可能性があります。

Non-viral gene delivery is a safe technique to release sustained physiologic dosages of bone morphogenetic protein (BMP). Co-delivery of multiple BMPs can result in the formation of more potent BMP heterodimers. In this study, non-viral co-delivery of BMP-2/6 and BMP-2/7, as a mean to produce heterodimers, was assessed. Goat MSCs were non-virally transfected with plasmid DNA encoding BMP isoforms (pBMP) known to be relevant for osteogenesis: BMP-2, -6 or -7. As a result, BMP-2, -6 and -7 were produced and detectable for up to 14 d and their combined delivery (pBMP-2 with pBMP-6 or pBMP-7) was used to create BMP-2/6 and BM-2/7 heterodimers. Formation and secretion of the heterodimer proteins was validated by sandwich enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Produced BMPs and heterodimers were biologically active, as confirmed by differentiation of reporter cells and MSCs. To assess bone formation, transfected MSCs were seeded on to ceramic scaffolds and implanted subcutaneously into nude mice. Bone formation was significantly enhanced in the pBMP-2/6 condition and a trend for more bone formation was observed in the pBMP-2/7 and pBMP-6 homodimer condition. No bone was found in the pBMP-2, pBMP-7 or control condition. In conclusion, simultaneous delivery of pBMP-2 with pBMP-6 or -7 resulted in the production of heterodimers that were beneficial for bone formation as compared to BMP homodimers. Combination of BMP sequences could reduce the need for high BMP protein dosages and might enhance prolonged availability of the growth factors.