[发明专利]生物硅在制备BMP-2/Smad/RUNX2信号通路激活剂中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物硅在制备BMP-2/Smad/RUNX2信号通路激活剂中的应用，属于生物医药技术领域。

背景技术

骨质疏松是以骨量减少、骨的微观结构退化为特征的，致使骨的脆性增加以及易于发生骨折的全身性骨骼疾病。2006年我国统计显示，60岁以上的老年人骨质疏松发病率为59.85％，超过9000万人。因骨质疏松而发生骨折的发病率达20％，并且骨折具有“四高一低”的特点，即高发病率、高死亡率、高致残率、高费用和低生活质量，给病人家庭和社会带来沉重的负担，严重威胁着老年人的生活质量。在英国，因骨质疏松所花费的医保费用已达到10亿多英镑。

骨质疏松的发病原因是多方面的，遗传和激素是引起骨量下降的两大主要因素，同时年龄增长、营养缺乏、吸烟、酗酒以及缺乏体育锻炼也是引起骨质疏松的因素。尽管理论上可以改变这些非遗传因素，但是实际上这些改变是很困难的，因此抗骨质疏松的药物被广泛应用。骨质疏松是破骨细胞的骨吸收作用大于成骨细胞的骨形成作用而引起的。目前已开发出以抑制骨吸收为目的的治疗骨质疏松药物，如二磷酸盐，雌激素，雌激素受体调节剂等；但是很少有增加成骨细胞从而促进骨形成的药物的报道(重组人甲状旁腺素，锶以及氟化钠除外)。

成骨细胞分化是受到体内外多种因素作用的结果，其中，控制分化的关键转录因子起到决定或维持作用。研究表明，骨形态形成蛋白-2(Bonemorphogeneticprotein-2，BMP-2)能够促进非成骨细胞的成骨作用，被认为是骨形成的促进剂。目前已筛选到statins这类小分子来诱导BMP的表达从而增强骨形成(Mundyetal.，1999)，但目前临床上用于促进BMP的表达的药物还相对较少，因此，进一步开发具有BMP-2促进作用的药物具有十分重要的临床应用价值。

硅在自然界中以不可溶性的硅酸盐广泛存在，但是少量的硅也存在于水中，主要以原硅酸(Si(OH)₄)的形式溶于水。在PH值为7左右，浓度大于2mmol/L时，原硅酸从可溶性的二聚体聚合形成胶体状甚至固体状的硅。一些植物和低等动物由于需要这种聚合硅来支撑和生长，因此它们可促进这一变化。人正常饮食中的硅主要来源于以下途径：消化道吸收的水溶性的或食物水解产生的原硅酸；植物中含有的非水解聚合硅；泥沙或尘土污染以及食品添加剂中的硅酸盐。但是只有原硅酸可以被吸收，并且其吸收效率超过50％。人体血液中硅浓度在餐前为2-10μM，餐后达到20-30μM，并且每天通过尿液排出大约700μmol。

尽管其在体内的含量只有1-2g，并且具体功能也不十分清楚，但硅是影响骨量的重要微量元素之一，因此，进一步研究硅在成骨细胞分化中的所起的作用具有十分重要的研究价值。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种生物硅在制备BMP-2/Smad/RUNX2信号通路激活剂中的应用。

本发明首次通过实验证实：一定浓度的生物硅可以作为BMP-2表达的促进剂。

进一步的，本发明首次发现：生物硅通过BMP-2/Smad/RUNX2信号通路起到调控成骨细胞合成骨胶原蛋白的作用。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明的第一个目的是提供生物硅在制备促进BMP-2表达的促进剂中的应用。

上述应用中，所述生物硅的浓度为10-20μM，优选为10μM。

上述应用中，所述生物硅优选为原硅酸。

本发明的第二个目的是提供生物硅在制备BMP-2/Smad/RUNX2信号通路激活剂中的应用。

进一步的，上述生物硅在制备促进成骨细胞合成骨胶原蛋白的药物中的应用也是本发明的保护范围。

上述应用中，生物硅的浓度优选为10μM。

本发明的有益效果：

(1)本发明经实验证实：一定浓度的生物硅可以显著增加BMP-2的表达；BMP-2是BMP-2/Smad/RUNX2信号通路的关键受体，BMP-2的高表达可以通过Smad信号通路上调RUNX2的表达，RUNX2在成骨细胞系中的高表达，促进了成骨细胞合成骨胶原蛋白，在相应药物开发中具有极大的应用价值。