低密度脂蛋白受体相关蛋白5基因(low-density lipoprotein receptor related protein 5, LRP5)的变化可以引起患者的骨质密度比正常人群高出5倍以上，表现出骨质密度增高症。然而鉴于它高达4803 bp的长度，普通的转染效果较差。尤其是对于细胞膜片，因其含有丰富的细胞外基质，转染更加困难。目前的细胞膜片所携带的基因长度较小，限制了其更广泛的应用。
7月，浙江大学医学院附属口腔医院杨国利副主任医师团队发表于Chemical Engineering Journal的文章《An effective light activated TiO2 nanodot platform for gene delivery within cell sheets to enhance osseointegration》首次将光控TiO2纳米点系统应用于转染细胞膜片上，成功转染LRP5基因，有效解决了细胞膜片转染困难的问题。该文章第一作者为浙大口腔医院种植科主治医师姜治伟，2018级博士研究生於科为共同第一作者，杨国利副主任医师为本文通讯作者。
基于TiO2纳米点转染系统呈递LRP5基因促进种植体骨结合
TiO2纳米点是目前应用最多的具有良好光功能化的材料之一，锐钛矿型的TiO2纳米点可促进细胞粘附和成骨分化。该纳米点可通过光照激活电子/空穴(e−/h+)对和活性氧(ROS)，使其在材料表面累积。此外，光照可以使蛋白的结构发生从α螺旋到β折叠的变化。 这些光效应可诱发细胞膜结构的改变，使目的基因更易于进入细胞。光在300nm到365nm之间容易被TiO2吸收，并提供能量来克服禁带，365nm的光表现出对DNA损伤小的特性，结合TiO2纳米点可作为一种潜在的基因传递工具。
基于光控TiO2纳米点系统增强LRP5转染效果
骨质疏松或糖尿病的患者因种植风险高，存在骨结合不良的情况，往往需要骨结合能力更强的牙种植体。因此，迫切需要开发能够快速形成骨结合的种植体。本研究动物体内的实验证实了，搭载有过表达LRP5基因的细胞膜片种植体能够明显促进种植体骨结合。LRP5有望成为一个新的有发展潜力的治疗基因，使种植体快速形成骨结合。
光控细胞膜片及膜片种植体的制备
杨国利副主任医师团队研究方向为种植体骨结合、牙龈生物学封闭形成机理以及种植体国产化，作为第一作者或通讯作者共发表 SCI 论文35篇。本研究团队共主持国家自然科学基金面上项目2项，国家自然科学基金青年基金项目4项，在种植体骨结合相关机制取得的研究成果获得中华口腔医学会科技奖三等奖（排名第四）、浙江省医药卫生科技奖二等奖（排名第一）等6项奖项，参与研发了具有自主知识产权的国产化ZDI种植体系统，目前已应用于临床治疗。
该项研究得到了国家自然科学基金（81901051）、浙江省自然科学基金（LQ19H140006）等课题的资助。