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目的体外实验探究骨形态蛋白1(Bone morphogenic protein 1,BMP1)在牙本质基质蛋白1促进比格犬骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化过程中发挥的作用,以及通过比格犬动物实验模型检测携带有牙本质基质蛋白1和骨形态蛋白1目的基因的比格犬骨髓间充质干细胞复合骨替代材料在比格犬上颌窦区域的成骨效能。研究通过基因修饰手段,利用犬骨髓间充质干细胞(Bone Mesenchymal Stem Cells,BMSCs)过表达骨形态蛋白1(Bone morphogenic protein 1,BMP1)促进牙本质基质蛋白1(Dental matrix protein 1)水解,提高犬上颌窦底提升术中矿化成骨的可行性。方法选用12只10.15±3.5Kg比格犬,使用密度梯度离心法分离培养犬BMSCs,流式细胞仪鉴定干细胞属性。通过检测碱性磷酸酶(ALP)活性验证不同比例牙本质基质蛋白1和骨形态蛋白1对BMSCs体外成骨的影响,使用kit-8细胞计数试剂盒检测实验对于细胞增殖的影响。构建携带有牙本质基质蛋白1和骨形态蛋白1目的基因的腺病毒载体,分别携带有樱桃红色荧光基因片段和绿色荧光基因片段。体外实验使用过表达DMP1和BMP1目的基因的腺病毒载体转染犬BMSCs,荧光显微镜观察荧光数目检测转染效率。在总细胞数相同的条件下建立4组研究组:○1Ad BMP1-EGFP/BMSCs,○2 Ad DMP1-mchery/BMSCs,○3 Ad BMP1-EGFP/BMSCs+Ad DMP1-mchery/BMSCs(1:1),○4 BMSCs;通过实时荧光定量PCR和Western blot检测DMP1和BMP1表达以及成骨相关基因及蛋白表达情况。构建犬上颌窦底提升术的动物模型,将上述4组细胞接种于骨替代材料Bio-Oss?表面并将4组等量骨替代材料植入上颌窦区,同期植入种植体。术后即刻测量种植体ISQ值,术后3个月通过测量ISQ值、CT扫描参数、切片染色,对比评价不同实验组的成骨效果。结果体外实验中,犬骨髓间充质干细胞细胞表面标志性抗原CD44和CD90呈现高表达,细胞生长形态符合干细胞特征。同时施用5μg/ml重组骨形态蛋白1和4μg/ml重组牙本质基质蛋白1可显著提高犬骨髓间充质干细胞的碱性磷酸酶活性,并对细胞增殖无明显影响。通过基因工程构建的腺病毒载体携带有牙本质基质蛋白1和骨形态蛋白1目的基因的犬骨髓间充质干细胞,PCR检测其目的基因高表达表达,且转染后的细胞成骨相关RNA和蛋白表达显着增加。比格犬动物实验模型中,牙本质基质蛋白1和骨形态蛋白1目的基因组较仅携带牙本质基质蛋白1基因组表现出更好的种植体稳定性和更强的上颌窦区域成骨能力。相较于仅携带牙本质基质蛋白1基因组,牙本质基质蛋白1和骨形态蛋白1目的基因组具有更佳的种植体ISQ值变化量,CT影像中显示出包绕种植体的连续高密度影像,切片观察骨小梁结构清晰且排列致密有序。结论携带有牙本质基质蛋白1和骨形态蛋白1目的基因的实验组较仅携带牙本质基质蛋白1基因实验组表现出更佳的成骨能力和种植体稳定性。骨形态蛋白1在牙本质基质蛋白1诱导犬骨髓间充质干细胞骨向分化的过程中具有明显的促进作用。