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(2009-04-14收稿)
成骨细胞与破骨细胞的相互作用对骨重塑的调节汕头大学医学院第一附属医院(515041) 陈 斌综述 李学东 杜世新审校
摘 要 骨骼是一个动态活性组织,它通过持续的重塑来维持其矿化平衡及自身的结构完整。在骨重塑的过程中,协调成骨细胞,骨细胞和破骨细胞之间的活性,能保持骨重塑过程的动态耦联平衡,其中成骨细胞(骨形成功能)和破骨细胞(骨吸收功能)在骨重塑过程中起关键作用。成骨细胞和破骨细胞之间的相互调节在骨重塑过程实现骨形成和骨吸收平衡的基础。两组细胞实现细胞间相互作用主要有三种方式:直接接触,分泌旁分泌因子及细胞与骨基质作用,成骨细胞和破骨细胞之间3种相互作用方式对骨重塑过程起重要调节作用。
关键词 骨重塑;成骨细胞;破骨细胞
骨是高活性组织,通过持续的重塑修复自身微损伤,保持结构、荷载和钙的内稳态平衡,每年有10%的骨质代谢重塑[1],骨骼系统的内稳态平衡就是靠骨重塑来实现的。骨重塑也称为骨的再生循环,人为划分为:活化,吸收,逆转及骨形成四阶段。成骨细胞(O steoblast,OB)和破骨细胞(O s2 teoclast,OC)是骨重塑过程中的两种主要细胞,协调OB与OC的生成与活性,能平衡骨的吸收与形成过程。在骨重塑过程中,OB及OC间的相互作用发生在基本多细胞单位[2],通过直接接触,分泌旁分泌因子及细胞与骨基质作用3种主要方式相互调节,进而精确影响骨的重塑过程。本文就骨重塑过程中OB与OC间的上述3种相互作用方式加以概述。
1 细胞间缝隙连接细胞间通讯
缝隙连接(gap juncti on,GJ)是相邻细胞间的通道结构,GJ的主要功能是细胞与细胞间的通讯(cell-cell communicati on),又称缝隙连接细胞间通讯(gap juncti on intercellular communicati on, GJ I C)是细胞间最重要的信息交流形式,许多与生长、分化密切相关的小分子物质(﹤1000Da,如钙离子、c AMP、I P3、单糖、氨基酸、核苷酸、维生素和激素等),可以通过GJ从一个细胞至另一个细胞,从而影响组织细胞的生长、增殖、分化及迁移[3]。GJ由连接蛋白(connexin,CX)组成, CX是多基因家族成员,在人类已证实的有21种CX表达,依据分子量的不同而命名为CX26、CX40、CX43等。研究显示CX几乎表达于所有的组织细胞,不同组织可表达不同的CX,同一组织也可表达多种CX。在多细胞生物体中,细胞通过CX及介导的GJ I C以调节它们的发育和组合、控制它们的生长和增殖、协调它们的代谢和功能。因此,GJ I C是组织保持内稳态的核心。在骨骼的发育和重塑过程中GJ I C也发挥了重要的作用。研
究[4-6]显示肢体的形成、骨骼的发育和OB的分化与CX43密切关联。例如,用反义寡核苷酸技术抑制鸡胚胎CX43的表达,可导致鸡肢体畸形;CX43基因诱变可导致斑马鱼短鳍表型;至少40多种CX43基因突变引起可致人口-齿-指发育异常症(ocul odent odigital dys p lasia,ODDD)。体外实验[7-8]证实:OB分化时表达的CX43及GJ I C上调,抑制GJ I C可延迟OB分化,降低其矿化细胞外基质的能力,减少成骨分化相关的基因表达,可促其转分化为脂肪样细胞;Chung等[9]证实条件敲除CX43基因,可使小鼠骨量的峰值低,OB的数量少,OB对甲状旁腺激素刺激后的合成代谢反应滞后。以上一切均表明CX43对骨骼发育、重塑和OB分化及功能均有重要调控作用。缝隙连接对OC 的形成及功能也同样具有重要调控作用。例如, OC表达CX43,用18a-glycyrrhetinic acid和olea m2 ide预处理抑制OC间的GJ I C后,可降低OC的活性[10]。OC不仅与OC间形成缝隙连接,而且通过透射电镜扫描证实小鼠胫骨的OC和OB也存在缝隙连接[11]。Suda等[12]构建OB和OC共同培养体系,发现OB可以促进OC生成及活性。用半透膜将OC前体与成骨基质细胞在共同培养体系中分隔开,抑制二者细胞间通讯形成后,尽管培养液中加入诱导因子,但是不能诱导生成成熟的OC。由此可见,成骨基质细胞与OC前体的缝隙连接形成,是OC形成、分化过程中必不可少的因素之一。
2 分泌旁分泌因子
OB能合成、储存骨基质增加骨重量,而OC 能完成骨的吸收,骨的生长和重塑过程由两者功能决定,受雌激素、甲状旁腺激素、1,25(OH) 2D3、生长因子和细胞因子等众多因素紧密调节,其中由OB及其前体细胞合成的骨保护素(osteo2 p r otegerin,OPG)和核因子κB受体激活蛋白配体(recep t or activat or of nuclear fact or K B ligand, RANK L)起主要的调节作用。RANK L与表达于OC及其前体细胞表面的RANK结合,对于OC的分化、存活是必需的,OPG可以抑制二者的结合,从而抑制OC的形成并诱导OC凋亡[13]。RANK L/ OPG的比值对于正常骨转换是重要的,是评估骨重塑过程的指标[2],RANK L基因敲除可致小鼠石骨症,而OPG基因敲除可致小鼠骨质减少[14-15]。因而RANK L/OPG是OB影响OC的生成及活性,调节骨的重塑过程重要因子。此外,单核细胞趋化因子1(monocyte che motactic p r otein1,Mcp-1)是骨重塑过程中OB对OC生成及活性发挥重要调控作用的细胞因子之一。在骨吸收阶段,OB分泌的MCP-1或单核细胞趋化蛋白-1等趋化因子可以刺激的OC前体募集[16],促使OC活化。骨吸收到骨形成过程中有一个过渡阶段,也就是OC诱导OB活化促进骨形成过程,在此过程中OC分泌偶联因子是OB活化的关键。大量研究表明由OC分泌的鞘氨醇1磷酸(S1P),血小板衍生生长因子二聚体(P DGF BB)和肝细胞生长因子(HGF)等细胞因子是潜在的偶联因子,在骨吸收过程中启动OB活化发挥关键作用。例如,S1P不仅能促进OB分化,而且能增加RANK L的表达激活OC,进而以正反馈方式激活OB[17]。血小板衍生生长因子二聚体能促进成骨前体细胞增殖但是却抑制其分化[18-19]。OC凋亡时血小板衍生生长因子二聚体分泌减少,益于OB从增殖状态进入分化状态。OC 分泌的肝细胞生长因子,能与表达于OB、OC上的肝细胞生长受体结合,从而增加这两类细胞的DNA合成和增殖[20]。综上所述,细胞因子的分泌是骨重塑的过程OB、OC相互调节的重要环节。
3 细胞与骨基质作用
在骨重塑过程中,OB与OC通过与骨基质间相互作用是实现对彼此调节的另一主要方式。OB 能够释放骨钙素,胎球蛋白-A,胶原蛋白I型等化学诱导因子,这些因子在骨形成过程中沉积于骨基质中,并能促进OC融合并包埋于骨基质中[21]。伴随着骨吸收,OC溶解骨质并释放转化生长因子-B,骨形态发生蛋白(骨形成蛋白)和胰岛素样生长因子(I GF)-Ⅱ等细胞因子,从而激活OB 骨形成[22],研究[23]显示:在体内从骨基质中提取上述因子能促进OB分化及骨形成。上述研究表明:骨基质不仅是OB、OC发挥生物学效应的靶组织,而且是OB和OC发挥相互调节作用的媒介。4 展望
骨重塑是一个复杂的生物学过程,在这一过程中,OC完成骨的吸收功能、OB主导骨的形成功能,二者生成及活性的协调是骨重塑过程维持骨骼结构完整的关键。在骨重塑过程中OB的生成及活性调节着OC的数量和功能,反之OC对OB也同样发挥调节作用。因此,深入探讨OC和OB相互间的调节及机制,不仅能加深对骨质疏松,骨性关节炎,骨折修复的机制认识,而且能对骨代谢疾病防治提供策略。
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(2009-06-19收稿)
破骨细胞与成骨细胞
破骨细胞 (osteoclast，亦称bone-resorbing cells)是骨组织成分的一种，行使骨吸收（bone resorption）的功能。破骨细胞与成骨细胞（osteoblast，亦称bone-forming cells）在功能上相对应。二者协同，在骨骼的发育和形成过程中发挥重要作用。高表达的抗酒石酸酸性磷酸酶（tartrate resistant acid phosphatase）和组织蛋白酶K（cathepsin K）是破骨细胞主要标志。 破骨细胞由多核巨细胞(multinuclear giant cell, MNGC)组成，直径100μm，含有2～50个紧密堆积的核，主要分布在骨质表面、骨内血管通道周围。由多个单核细胞融合而成的，胞浆嗜碱性但随着细胞的老化，渐变为嗜酸性。 作用 破骨细胞具有特殊的吸收功能，某些局部炎症病灶吸收中，巨噬细胞也参与骨吸收过程。 在破骨细胞吸收骨基质的有机物和矿质的过程中，造成基质表面不规则，形成近似细胞形状的陷窝，称为Howship 陷窝。在陷窝内对着骨质的
一面，细胞伸出许多毛样突起，很象上皮细胞表面的纵纹缘和刷毛缘。电镜下，贴近骨质的一侧有许多不规则的微绒毛，即细胞突起，称为皱褶缘(ruffled border)。在皱褶缘区的周缘有一环形的胞质区，含多量微丝，但缺乏其它细胞器，称为亮区(clear zone)，此处的细胞膜平整并紧贴在骨质的表面。亮区犹如一道以胞质构成的围墙，将所包围的区域形成一个微环境。破骨细胞向局部释放乳酸及柠檬酸等，在酸性条件下，骨内无机矿物质自皱褶缘吞饮，于皱褶缘基质内形成一些吞饮泡或吞噬泡。于破骨细胞内，无机质被降解，以钙离子的形式排入血流中。无机质的丢失使骨基质内的胶原纤维裸露，破骨细胞分泌多种溶酶体酶，特别是组织蛋白酶K和胶原溶解组织蛋白酶。破骨细胞离开骨表面后，其皱褶缘消失，细胞内发生变化，进入静止期。 成骨细胞 成骨细胞是骨形成的主要功能细胞，负责骨基质的合成、分泌和矿化。骨不断地进行着重建，骨重建过程包括破骨细胞贴附在旧骨区域，分泌
唑来膦酸对破骨细胞的分化及骨吸收功能的影响
唑来膦酸对破骨细胞的分化及骨吸收功能的影响 发表时间：2014-04-02T16:29:05.467Z 来源：《中外健康文摘》2013年36期供稿作者：郑振雨朱明明李春娟李静 [导读] 再用α-MEM 培养液(1×106U/ L 青霉素，1g/ L 链霉素) 浸泡，置- 4℃冰箱内，用前紫外线照射2 面，每面2h。 郑振雨朱明明李春娟李静（新乡医学院第三附属医院脊柱手外科河南新乡 453003） 【摘要】目的研究唑来膦酸( ZOL) 对兔骨髓单核细胞向破骨细胞分化过程的影响及其对成熟破骨细胞骨吸收功能的影响，探索ZOL 治疗骨质疏松的机制。 方法采用唑来膦酸诱导兔骨髓单核细胞形成破骨细胞样细胞以及成熟破骨细胞与骨片共培养的方法，考察唑来膦酸对破骨细胞的形成及骨吸收功能的影响。 结果当浓度为10-6、10-7、10-8mmol/L 时，唑来膦酸组骨髓单核细胞形成破骨细胞样细胞的数目明显少于对照组, 且骨吸收陷窝数目及表面积亦明显少于对照组。结论唑来膦酸不仅可以明显抑制破骨细胞的分化，同时具有抑制成熟破骨细胞的骨吸收功能的作用。提示唑来膦酸具有改善骨吸收功能亢进的能力。 【关键词】唑来膦酸破骨细胞骨吸收Effect of zoledronate acid on osteoclastogenesis and bone resorption in vitroZheng zhenyu，Zhu mingming，Li chunjuan,li jing.The Third Affiliated Hospital of Xinxiang Medical College，Spine and Hand Surgery,Xinxiang 453003.【Abstract】 Objective To determine the effect of zoledronate acid (ZOL) on osteoclastogenesis and bone resorption in vitro. To investigate the efficacy of preventive and therapeuticeffect of zoledronic acid on osteoporosis. Methods Mature osteoclats were isolated from long bone of rabbit.Marrow cells of rabit were cultured with the induction of ZOL.Osteoclasts frommarrow cells and dentin resorption lacunae were observed in each groups. Results there were less Trap positive multi-nucleated osteoclasts in the ZOL treatment group(concentration at10-6、10-7、10-8mmol/)than in the control group( P ＜ 0.01).ZOL treatment group also resulted in a significant decrease in resorption lacunae levels(P ＜ 0.01).Conclusion ZOL significantlyinhibits osteoclast formation and bone resorption，which might improve bone reconstruction .【Key words】zoledronate osteoclastogenesis bone resorption【中图分类号】R68 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5085（2013）36-0055-02目前认为，骨质疏松症是一种全身性的代谢性骨骼疾病[1], 随着年龄的增加和延长骨密度呈下降趋[2], 绝经也和骨质疏松密切相关[3]。二膦酸盐是治疗骨质疏松的重要药物，已经发展到第三代[4]。Z O L 是第三代二膦酸盐。Z O L 抗骨质吸收的作用是第1 代和第2 代双膦酸盐的100-850 倍[5]，破骨细胞在调节骨重建和骨吸收的过程中起重要作用，因此深入研究ZOL 对破骨细胞及其功能的影响，可以为骨质疏松性骨折的治疗提供参考。 1 材料与方法1.1 材料新生新西兰大耳兔，购自新乡医学院实验室, T R A P 染色试剂盒（美国Sigma 公司），α-MEM 胎牛血清（美国GIBOL 公司），1,25- 二羟基维生素D3、胰蛋白酶PGE2（Sigma 公司）,TDL-40 台式离心机（上海安亭科学仪器厂），倒置显微镜( 上海长方光学仪器有限公司)，蒸馏机( 石家庄同惠环保设备有限公司)，电热恒温干燥箱 ( 上海吴淞五金厂)，电子天平( 上海第二天平厂)，培养板 ( 美国Coster)。 1.2 骨片的制备[6]：使用电钻将新鲜牛股骨皮质切成200μm 厚的薄片，粗、细金刚沙石磨成10μm，6mm×6mm 的骨片，清洗3 次。 再用α-MEM 培养液(1×106U/ L 青霉素，1g/ L 链霉素) 浸泡，置- 4℃冰箱内，用前紫外线照射2 面，每面2h。 1.3 成熟破骨细胞的分离[7]：将新西兰大白兔断颈处死，在无菌操作，取下四肢长骨，D-Hank 平衡盐溶液中剔除附着其上的软组织和骨骺，在α-MEM 培养基中，纵向剖开骨干，刮取骨髓直至其颜色变白，然后用培养液彻底冲洗，保留细胞悬液以备用。 1.4 骨髓单核细胞的分离[7]将新生新西兰大耳兔断颈处死，无菌操作，取下四肢长骨，D-Hank s 平衡盐溶液里剔除软组织和骨骺，以一次性注射器吸取α-MEM 全培养液冲洗骨髓腔，收集骨髓细胞，洗涤后离心，接种于平皿，10 小时后，弃掉上清液，缓冲液冲洗，然后将冲洗液加入离心管，用消化液(EDTA)消化5 min，离心管离心并弃上清液，然后加入α-MEM 培养液，所得细胞吹散后备用。 1.5 唑来膦酸对骨髓单核细胞向破骨细胞分化的影响将lα-MEM 培养液加入带有载玻片的24 孔培养板内，每孔1m，5%CO2，37℃孵育箱中孵育1 h, 以1.6×109 个/L、1ml/ 孔将骨髓单核细胞悬液接种于无菌24 孔板上，置于5% C O2,37℃孵育箱中培养10小时后，加入1,25-(OH)2D3 使其终浓度为10-8mmol/L，实验组加入唑来膦酸，使其终浓度分别为10-6、10-7、10-8mmol/L，对照组以加入等量D-Hanks 缓冲液和1,25-(OH)2D3，使其终浓度为10-8mmol/L，每隔2 天换液, 直至d7 行T R A P 染色检测，按照文献[7] 方法，以≥ 3个细胞核为阳性细胞计数。 1.6 唑来膦酸对骨吸收功能的影响分别在24 孔培养板内放置处理后的盖玻片和骨磨片, 加入1mlα-MEM 全培养液，置于37℃ 5% C O2孵箱内1 小时, 将备用细胞悬液以1ml/ 孔分别加入24 孔培养板( 每孔细胞数约为106 个) ，37℃ 5%CO2孵育箱中培养18 小时，为检测唑来膦酸对培养体系的作用，本实验分为实验组和对照组, 各组均含1, 25-(OH) 2D3，终浓度为10-8mmol/L，实验组：按唑来膦酸的不同浓度分设10-6mol/L、10-7 mol/L、10-8mol/L 共3 组，对照组：为D-Hanks 缓冲液培养的细胞。倒置相差显微镜观察培养d7 的牙本质磨片骨吸收陷窝的数目，在150 倍放大倍数下,每例骨片任选5 个视野拍照，用医学数码图像分析系统(StatView 4.02软件) 测量各视野吸收陷窝数目及陷窝面积。 1.7 统计学处理实验数据数据表示为x-±s，应用SPSS 13.0 统计软件对数据进行检验，各组总体上有无差别采用单因素方差分析，组间比较采用LSD 法分析，p<0.05 为有统计学意义。 2 结果2.1 细胞形态学观察成熟破骨细胞的证实采用T R A P 染色，染成红色的为破骨细胞，经过培养后2h，细胞的形态开始变的清晰，呈现出煎蛋形、漏斗形或不规则形状，并且有片状和丝状伪足，细胞核≥ 3 个，胞核内有空泡形成,见图1。 图1:
成骨细胞与破骨细胞的研究探讨
成骨細胞與破骨細胞的研究探討 林文彬 林園中醫診所 台北市立聯合醫院中興院區 摘要 成骨細胞是骨形成過程中的重要功能細胞。70年代中期還認爲破骨細胞與成骨細胞爲共同的祖代來源，但自80年代初開始，認識到破骨細胞來源於單核吞噬細胞系統之外的骨髓生血細胞系統，爲獨立於骨髓幹細胞系統的一個細胞系。 成骨細胞的功能是合成、分泌膠原與糖蛋白，形成骨基質；參與破骨細胞性骨吸收的調控作用；維持骨的代謝平衡。而破骨細胞是一個高度分化的多核大細胞，其主要功能爲吸收骨，成骨細胞受下列因數調節：轉化生長因數β(TGF-β)、1，25(OH)2D3、胰島素樣生長因數(IGF)、白細胞介素1(IL-I)、雌激素、腫瘤壞死因數α(TNFα)、骨形成蛋白(BMP)，骨吸收的主要調節因數有：降鈣素(CT)、甲狀旁腺激素(PTH)、前列腺素(PGs)、活性維生素D3(1，25(OH)2D3)、細胞因數、腫瘤壞死因數(TNFα、β)、干擾素(IF)、白細胞介素-18(IL-18)、白細胞介素-17(IL-17)。關鍵詞：成骨細胞破骨細胞
前言 骨質疏鬆症是骨吸收與骨形成之間的平衡被打破，骨吸收佔優勢而使骨量減少，成骨細胞和破骨細胞是骨組織特有的兩種細胞，在激素及細胞因數等作用下作用於骨，是骨代謝過程中的重要核心細胞。故對成骨及破骨細胞的研究，對於理解骨質疏鬆的發病及藥物的療效都具有重要意義。 成骨細胞及破骨細胞的來源 （一）成骨細胞的來源 成骨細胞(Osteoblast OB)是骨形成過程中的重要功能細胞。成骨細胞的主要功能是分泌骨基質(包括膠原與糖蛋白)及進行合成。其分泌的膠原95％爲I型膠原蛋白(1)。此外還有少量的Ⅲ型、IV型及V型膠原，可見於小鼠、雞和人胚的成骨細胞。成骨細胞還參與破骨細胞性骨吸收的調節，兩者是骨代謝過程中的重要核心細胞。 成骨細胞的起源，經大量研究現己公認：成骨細胞來源於末分化的多潛能幹細胞，這種幹細胞具有分化爲多種細胞類型的特徵，在各種調控因數的作用下，通過複雜的分子機制，間充質多潛能幹細胞可以分化爲成骨細胞、成纖維細胞、脂肪細胞以及肌細胞等。當成骨細胞的祖代細胞接近骨表面時，則演化爲具有分泌、合成膠原基質的成骨細胞。當類骨質經過礦化過程以後，成骨細胞己進入分化的終末階段，其本身包埋於礦化的骨基質中成爲骨細胞。成骨細胞本身並不增殖，在體內無增殖能力。但是將成骨細胞進行體外培養，則具有分裂能力。被埋入礦化骨基質後的成骨細胞己成熟爲骨細胞，並成爲終末分化細胞。骨細胞以其身的許多胞漿突起，相互連接，傳遞資訊及進行物質交換。新形成的骨細胞具有一定的活性；逐漸老化的骨細胞則體積縮小，細胞核發生萎縮，失去活性，最終被骨吸收過程中的吞噬細胞消化、吸收。 此外，來源於未分化的間充質中多潛能成骨細胞系中，還有一種類型細胞爲骨內襯細胞被覆於骨的表面，呈扁平狀、橢圓型胞核，無成骨及破骨功能。經研究認爲，這種帖附於骨表面的骨內襯細胞，參與了破骨細胞性骨吸收過程，並對骨代謝過程中的鈣、磷在細胞外液中的流動起了調控作用。 由此可見成骨細胞處於功能活躍狀態時，分泌全盛骨基質，最終包埋於骨基質中；而無成骨功能的細胞，最終以骨內襯細胞形式被覆於骨的表面呈休止態。 （二）破骨細胞的來源 破骨細胞是高度分化的多核巨細胞，直接參與骨吸收，是骨組織吸收的主要功能細胞。 破骨細胞的來源：由於長期以來對於破骨細胞(Osteoclast，OC)的來源問題一直不清楚，給研究工作帶來許多困難，因而對臨床各種骨疾患的診斷及其防治，也不可能進一步深入和提高。對於破骨細胞來源的認識，在二十世紀40-70年代，普遍應用的經典理論爲多潛能的骨源細胞學說，認爲破骨細胞是由骨源細胞融合而成。直至70年代中期還認爲OC與成骨細胞(OB)爲共同的祖代來源。這種觀點多年來一直是個疑問，不能被證實，現已被否定。自80年代初開始，提出了OC來源於骨外生血系統，自此又出現了三種不同觀點： 1. OC源於單核吞噬細胞系統，即由單核細胞融合而成，這一觀點現已被否定。 2. OC與單核吞噬細胞共同來源於骨髓生血系統的同一前身細胞，之後各自向不同方向分化。這一假說也被實驗研究所推翻。研究表明，由骨髓而來的單核細胞經培養之後，可以分化爲破骨細胞，但是末梢血中的單核細胞與腹腔中的單核巨噬細胞，經培養後並不能形成破骨細胞，而且前者與破骨細胞的細胞膜上有不同的表面抗原，這提示了破骨細胞與單核巨噬細胞兩者不是來自共同的祖代。 3. OC來源於單核吞噬細胞系統之外的骨髓生血細胞系統，爲獨立於骨髓幹細胞系統的一個細胞系(2)。Walker曾採用患有硬化病的小鼠及正常小鼠進行了血循聯體實驗，結果患硬化病的小鼠恢復了正常。研究表明，破骨細胞胞漿中碳酸酣酶Ⅱ(CAⅡ)基因突變可以引起骨硬
rhIGF1对成骨细胞和破骨细胞相互作用的调节作用
rhIGF1对成骨细胞和破骨细胞相互作用的调节作用
天津医科大学硕士学位论文 中文摘要 目的 在成骨细胞(ostelblast，OB)及破骨细胞(Osteoclast,OC)的表面均表达有 胰岛素样生长因子1(insulin like growth factor 1,IGF—I)的受体，IGF．I对这两种细胞也都具有激活作用。IGF．1在调节骨代谢平衡中具有重要作用，被认为是存在于RANKL／OPG系统之上，调节成骨细胞与破骨细胞相互作用的核心分子。为此，本文拟探讨不同浓度的rhlGF．I对成骨细胞和破骨细胞的直接作用，及对成骨细胞和破骨细胞相互作用的调节。 方法 1．利用50ng／ml的RANKL诱导小鼠破骨前体细胞系分化为成熟破骨细胞。TRAP(抗酒石酸酸性磷酸酶染色)鉴定。 2．以50ng／ml rhlGF．1分别干预成细胞以及分化成熟的破骨细胞，干预时间分 别为：6min、20min、60mira Western．blotting检测rhlGF．1 R活化情况。 3．分别加入0、2、4、6ug／ml的兔抗。rhlGF-I IgG中和培养基中的rhlGF-I，利用Western-blotting进行抗体中和浓度的筛选。 4．重新接种成骨细胞和破骨细胞，用O、10、50、lOOnedlIll的rhlGF。1分别干预成骨细胞、破骨细胞，12小时后终止培养并收集培基，之后实验分为三组：A组：rhIGF．1直接干预组。B组：条件培养基交互培养组：破骨细胞经rhIGF．1 干预后的条件培养基(OC conditioned medium after rhlGF．1 treatment，OCCM)；成骨细胞经rhlGF．1干预后的条件培养基(OB conditioned medium after rMGF．1 treatment，OBCM)。滤过OCCM、OBCM后两细胞培基互换交互培养12h。C组：rhlGF-l中和后交互培养组：OCCM、OBCM中加入4ug／ml的抗rhlGF．I IgG，中和后再用于交互培养12h。 (1)ELISA检测各组OB上清液中RANKL、OPG及BGP含量。(2)实时荧光 定量PCR检测各组OB中Bgp，Opg，RanM及OC中Ck，Mmp一9、 Rank mRNA的表达水平。 结果 1．50ng／ml的RANKL诱导培养8天后，RAW264．7出现TRAP阳性多核细胞。 2．50ng／ml rMGF．1分别干预成骨细胞、破骨细胞6、20、60rain后，Western．blotting检测随着rhlGF—l干预时间的延长磷酸化rhlGF．1R的量逐渐增 II
成骨细胞骨形成机制
浅谈骨不断地进行着重建，骨重建过程包括破骨细胞贴附在旧骨区域，分泌酸性物 质溶解矿物质，分泌蛋白酶消化骨基质，形成骨吸收陷窝；其后，成骨细胞移行至 被吸收部位，分泌骨基质，骨基质矿化而形成新骨。破骨与成骨过程的平衡是维持 正常骨量的关键。成骨细胞是骨形成的主要功能细胞，负责骨基质的合成、分泌和 矿化。目前，随着研究的不断深入，在骨形成过程中，成骨细胞发展及其调控的分 子机制也逐渐得以揭示。 1成骨细胞的起源 成骨细胞起源于多能的骨髓基质的间质细胞，除成骨细胞外，基质细胞还可分 化成软骨细胞，成纤维细胞，脂肪细胞或肌细胞。成骨细胞来源谱系有以下几种：(1)骨髓克隆形成单位(成纤维细胞集落形成单位，cfu-f)；(2)骨祖细胞，可分化 成前成骨细胞和前软骨细胞谱系，常位于骨髓腔中，有很强的自身增殖能力；(3)
前成骨细胞，即最近的成骨前体，能定向分化成成骨细胞，具有合成和增殖能力［ 1，2］。成骨细胞由多能的间质干细胞在体内的各种调控因素的调节下发展而来， 调控因素主要有bmp-2，bmp-2能诱导基质细胞向成骨细胞分化，具体就是诱导间质干细胞分化形成骨祖细胞进而形成前成骨细胞［3］。 2成骨细胞发展阶段及骨形成机制 成骨细胞在骨形成过程中要经历成骨细胞增殖，细胞外基质成熟、细胞外基质 矿化和成骨细胞凋亡四个阶段。很多因素可调节这几个阶段，从而最终调控骨形成 。 成骨细胞增殖期成骨细胞数量增加，以形成多层细胞，并合成、分泌?型胶原 以便最终可以矿化形成骨结节。对成骨细胞增殖的调控具体说来即是对细胞周期的 调控，后者包括细胞在有丝分裂原作用下复制dna和细胞分裂的调节机制，典型的
miRNAs与破骨细胞分化相关的骨代谢疾病.doc
m i R N A s与破骨细胞分化相关的骨代谢疾病 2020年4月
miRNAs与破骨细胞分化相关的骨代谢疾病本文关键词：代谢，分化，细胞，疾病，相关 miRNAs与破骨细胞分化相关的骨代谢疾病本文简介：miRNAs是长度约22个核苷酸的小型、单链、非编码核糖核酸，是最重要的基因调节因子之一[1].据最新21.0版miRBase数据库统计，从第1个miRNAlin-4[2]于1993年发现至今，已发现的miRNAs达28645条，几乎分布于所有的真核生物和部分病毒中，其中人类有4552条。虽然编码m miRNAs与破骨细胞分化相关的骨代谢疾病本文内容： miRNAs 是长度约22 个核苷酸的小型、单链、非编码核糖核酸，是最重要的基因调节因子之一[1].据最新21. 0 版miRBase 数据库统计，从第1 个miRNA lin-4[2]于1993 年发现至今，已发现的miRNAs 达28 645 条，几乎分布于所有的真核生物和部分病毒中，其中人类有 4 552 条。虽然编码miRNAs 的基因只占人类基因组数量的1% ,但可调控超过1/3 的蛋白编码基因[3].miRNAs 除可通过与靶基因mRNA 的3'UTR 或5'UTR 端的特异序列结合外，也可在蛋白翻译的延伸和终止阶段与多核糖体一起介导
mRNA 翻译的抑制效应[4],实现对靶基因的转录后水平调控。甚至在应激环境下，miRNAs 能提高基因的表达[5].miRNAs 与靶基因组成一个复杂的调控网络，调节细胞增殖、分化与凋亡，参与个体发育、机体代谢等过程，控制细胞及个体的重要生命活动。 miRNAs 与破骨细胞分化miRNAs 在骨代谢方面的研究目前主要集中于调控成骨细胞分化，但最新研究表明miRNAs 还参与调控破骨细胞的分化和活性。破骨细胞是由造血干细胞的单核-巨噬细胞前体分化而成的唯一具有骨吸收活性的多核细胞，在骨微环境的动态平衡中发挥着举足轻重的作用。转录因子在破骨细胞分化过程中扮演着不可或缺的角色，而miRNAs 的靶分子大多是在生长发育或细胞分化中起重要作用的转录因子mRNA. Sugatani 等[6]在破骨前体细胞中利用siRNA 干扰miRNAs 合成的重要因子DGCR8 （digeorge syn-drome critical region gene 8 ）、Dicer、Ago2 （argo-naute2）,miR-223 生成明显减少，显着降低破骨细胞相关转录因子表达并阻遏破骨细胞形成，从而抑制骨吸收。在最新的一项研究中，Sugatani 等[7]发现DGCR8 敲除的破骨细胞特征性标记物和关键转录因子均受到抑制，而
神奇的骨细胞
神奇的骨细胞 摘要：在过去的十多年里，关于骨细胞的分子生物学和功能的研究数据产生了井喷式的爆发。远不是所谓的在骨中尸位素餐，骨细胞已经被发现具有多种功能，如其在破骨细胞和成骨细胞活性的调节中起作用，而且骨细胞还是一种内分泌细胞。骨细胞不仅是靶点在骨表面的可溶性因子的来源；而且有的可溶性因子的靶点在别的器官，如肾脏、肌肉和其他组织。这种细胞发挥两个磷代谢和钙有效性的作用，还参与到骨基质重塑。骨细胞90％到95％由成熟的骨细胞构成，并且这些细胞是存活时间最长的骨细胞，可以在矿化环境下最在十年以上的时间。随着年龄的增长，这些细胞就会死亡，留下空骨陷窝经常微孔（micropetrose）。老年骨等骨骨坏死就与空骨陷窝与骨重塑能力降低有关。炎症因子如肿瘤坏死因子和用于治疗炎性疾病诱发骨细胞的细胞死亡的糖皮质激素，但具有潜在不同的结果不同的机制。因此，健康的，有活力的骨细胞是骨骼等器官行使正常功能的必要条件。 骨细胞研究的先驱 在被引入到PubMed中或者发表成论文之前，很多关于骨细胞的最早的研究发现就像细胞本身一样，被湮没并且难以觅其踪迹。和其他人一样，我和我的同事都会认为自己的一些假设是很新颖的，知道相关出版物可以很容易得到，才意识到并不如愿。例如，一百多年前，改造骨细胞的排列还只是假设。40多年前，都认为骨细胞对于甲状腺素敏感，并影响骨结构，而且甲状腺素可以促进酒石酸盐酸性磷酸酶的表达；20多年前，骨细胞被定义为机械传感细胞。Marotti和Palumbo为他们关于骨细胞的功能和信号传导作用绘制了一张漂亮的图表。组织学被这些先驱者广泛应用于阐述他们的观点。Peter Nijweide是第一个单独研究（鸟）骨细胞的人。Kumegawa和他的同事最早发表了包括骨细胞在内很多骨组织细胞的视频。随着诸如分子生物学、转基因、成像技术、细胞系、系统生物学、先进的仪器等先进科技的发展，近十年内骨生物学相关信息的发现迎来了高潮，开始验证旧观点，提出新概念。这都将在本综述中着重提及。 骨细胞由成骨细胞形成 骨细胞，在骨组织中含量最高的细胞，由间充质干细胞形成的成骨细胞分化而成。Manolagas认为成骨细胞不仅可以变成骨细胞、内皮细胞，也可以控制细胞凋亡。他的观点是基于一个更早的先驱-Michael Parfitt，他认为成骨细胞的死亡原因一定是细胞凋亡。骨细胞的形成一直被认为是一个被动过程，在过程中成骨细胞被动吸收一些类似骨成分的矿物质。但是，有很多反例导致骨形成是一被动过程充满争议。 第一个变化在嵌入细胞的树突形成过程中发现。这种细胞在从一个多边形细胞转化成有伸长的树突过程中发生了不可思议的变化，树突不仅仅伸长到血管中同时也伸长到骨表面。这种细胞一旦嵌入骨，特别是皮质骨，就会特别与矿化方向相关产生一种极性。这种骨样骨细胞一定同时有两种作用：调节矿化和形成枝状信号连接通路。这种骨样骨细胞可以控制并调节矿化过程，Holmbeck和他的同事们展示了先骨细胞的嵌入需要分解胶原蛋白或其他基质分子。金属蛋白酶MT1-MMP缺陷小鼠体内骨细胞的可以导致树突形成的长度和数量的减少。破膜蛋白酶MT1-MMP可以裂解I,II,III型胶原蛋白,纤维蛋白、纤连蛋白和其他基质分子。在老鼠模型中，与赵和其同事发现的用蛋白酶抑制剂抑制一型胶原蛋白可促进细胞凋亡相比，树突的几乎完全缺失并没有对骨细胞的密度和生理活性构成明显影响。但是不能确定缺乏树突的形成是否对骨细胞的作用或骨架的作用构成影响，因为MT1-MMP缺陷小鼠由于其他骨架组织缺乏MT1-MMP都个头比较小。 骨细胞形态是由E11/gp38/平足蛋白等嵌入型基质骨细胞的标记分子控制。E11也叫平足蛋白、OTS-8，gp38或者PA2.25，它最早是在大鼠骨骼骨细胞和大鼠成牙质细胞表面发现的。他也在大鼠的肺或者脑、肾、淋巴系统或皮肤等组织表达。在用小干扰RNA抑制了E11
破骨细胞
破骨细胞 编辑 破骨细胞(osteoclast，亦称bone-resorbing cells)是骨细胞的一种，行使骨吸收（bone resorption）的功能。破骨细胞与成骨细胞（osteoblast，亦称bone-forming cells）在功能上相对应。二者协同，在骨骼的发育和形成过程中发挥重要作用。高表达的抗酒石酸酸性磷酸酶（tartrate resistant acid phosphatase)和组织蛋白酶K（cathepsin K)是破骨细胞主要标志。 目录 1定义 2形态 3作用 1定义 破骨细胞(osteoclast，亦称bone-resorbing cells)是骨细胞的一种，行使骨吸收（bone resorption）的功能。破骨细胞与成骨细胞（osteoblast，亦称bone-forming cells）在功能上相对应。二者协同，在骨骼的发育和形成过程中发挥重要作用。高表达的抗酒石酸酸性磷酸酶（tartrate resistant acid phosphatase)和组织蛋白酶K（cathepsin K)是破骨细胞主要标志。 2形态
破骨细胞由多核巨细胞(multinuclear giant cell, MNGC)组成，直径100μm，含有2～50个紧密堆积的核，主要分布在骨质表面、骨内血管通道周围。由多个单核细胞 融合而成的，胞浆嗜碱性但随着细胞的老化，渐变为嗜酸性。 3作用 破骨细胞具有特殊的吸收功能，某些局部炎症病灶吸收中，巨噬细胞也参与骨吸收过程。 在破骨细胞吸收骨基质的有机物和矿质的过程中，造成基质表面不规则，形成近似细胞形状的陷窝，称为Howship 陷窝。在陷窝内对着骨质的一面，细胞伸出许多 毛样突起，很象上皮细胞表面的纵纹缘和刷毛缘。电镜下，贴近骨质的一侧有许多不规则的微绒毛，即细胞突起，称为皱褶缘(ruffled border)。在皱褶缘区的周缘有 一环形的胞质区，含多量微丝，但缺乏其它细胞器，称为亮区(clear zone)，此处的 细胞膜平整并紧贴在骨质的表面。亮区犹如一道以胞质构成的围墙，将所包围的区域形成一个微环境。破骨细胞向局部释放乳酸及柠檬酸等，在酸性条件下，骨内无机矿物质自皱褶缘吞饮，于皱褶缘基质内形成一些吞饮泡或吞噬泡。于破骨细胞内，无机质被降解，以钙离子的形式排入血流中。无机质的丢失使骨基质内的胶原纤维裸露，破骨细胞分泌多种溶酶体酶，特别是组织蛋白酶B和胶原溶解组织蛋白酶。破骨细胞离开骨表面后，其皱褶缘消失，细胞内发生变化，进入静止期。
口腔外科学辅导：种植体周围骨吸收
口腔外科学辅导：种植体周围骨吸收 的因素 口腔种植体周围的骨吸收同许多因素有关，与其相关的直接诱因主要如下： 1生理性剩余牙槽吸收 一些全身性生理代谢因素及生理状况与牙槽吸收相关。有研究表明，牙槽骨的吸收与其它部位骨骼一样，受全身性的钙磷代谢的影响。而且，可能有些绝经后的妇女的牙槽骨吸收也与其全身性骨质疏松相关，虽然近期的一些研究不同意这种观点。 2种植手术创伤 种植手术创伤是引起种植体负载头1年之内明显吸收的主要因素之一。包括： 2.1手术分离粘骨膜，修整牙槽骨。 2.2手术过程中产热过多。 2.3基台植入手术，修整粘骨膜瓣导致生物学宽度降低[1]. 3微生物学因素 同天然牙一样，种植体周围的组织也会发生炎症，通常表现为软组织炎症，骨组织进行性吸收及骨袋的形成。同软组织炎症相关的种植体周围进行性吸收被定义为种植体周围炎(peri-implantis)。已有研究表明，种植体周围炎同革兰阴性杆菌相关，包括类杆菌和梭杆菌[2].多个研究表明，放线共生放线杆菌、牙龈卟啉菌、中间类杆菌等，同种植体周围炎相关[2，3].另外，螺旋体也在种植体周围炎的发病区域被发现。也有学者认为，葡萄球菌在某些种植体周围炎的病例中有作用。目前，许多学者认为种植体周围炎的微生物病原与牙周炎相似[2].甚至在牙列缺损修复的病人中，天然牙周围的病原微生物正是种植体周围炎病人的微生物原的重要来源[4].
种植体周围炎的产生机理相当复杂，至今仍不清楚，但可大致分为两种途径：(1)细菌毒素及酶对宿主组织的直接作用，包括透明质酸酶、细胞毒素、白细胞毒素、内毒素等。例如内毒素，已证明对牙齿和种植体都可引起急性炎反应并产生破坏，并抑制修复或恢复过程。 (2)宿主对细菌及其产物的反应，这似乎是种植体周围组织破坏的主要原因[5]。 4生物力学因素 早在一百多年前，Von Meyer，Roux和Wolff就作了关于的生物力学负荷与其适应性变化的研究，其中以Wolff最为出名：即规则应力(principle stress)影响的重建活动。而关于种植体周围牙槽骨的力学负荷的影响因素及其与牙槽骨吸收之间的相互关系近年也有相当数量研究。 首先，在上部结构与种植体的安置过程中就有可能出现大应力： (1)在植入种植体时造成过大应力。 (2)上部结构不能与种植体精确吻合造成的过大的力。 而咬合负也对应力分布有明显影响。 ①斜向载荷，水平载荷可极大增大内应力值。 ②Tuener 1995年动物实验证明，施加载荷的速率对骨小梁及骨膜的增生有很大影响，荷的快速增加比慢速增加对骨生长影响多出67%[6]。 (3)临床研究证明，副功能可造成Branemark种植体边缘骨吸收增大。 对种植体的上部结构也有许多相关研究，例如长的悬臂梁可造成Branemark 种植体周围头一年骨吸收增大;杆式附着体的覆盖义齿的骨内应力大于球式附着体的种植覆盖义齿;而上部结构材料的弹性模量对骨内压力影响不大。 关于种植体本身的研究则更充分： 种植体材料对其周围骨内应力有影响，随弹性模量的增大，种植体部骨内应力减小而根端骨内应力增大.而种植体外形也对应力分布有所影响，但结果不
成骨细胞骨形成机制研究解读
成骨细胞骨形成机制研究 发布时间：2003-1-14 作者：童安莉陈璐璐、丁桂芝 骨不断地进行着重建，骨重建过程包括破骨细胞贴附在旧骨区域，分泌酸性物质溶解矿物质，分泌蛋白酶消化骨基质，形成骨吸收陷窝；其后，成骨细胞移行至 被吸收部位，分泌骨基质，骨基质矿化而形成新骨。破骨与成骨过程的平衡是维持 正常骨量的关键。成骨细胞是骨形成的主要功能细胞，负责骨基质的合成、分泌和 矿化。目前，随着研究的不断深入，在骨形成过程中，成骨细胞发展及其调控的分 子机制也逐渐得以揭示。 1 成骨细胞的起源 成骨细胞起源于多能的骨髓基质的间质细胞，除成骨细胞外，基质细胞还可分 化成软骨细胞，成纤维细胞，脂肪细胞或肌细胞。成骨细胞来源谱系有以下几种： (1)骨髓克隆形成单位(成纤维细胞集落形成单位，CFU-F)；(2)骨祖细胞，可分化 成前成骨细胞和前软骨细胞谱系，常位于骨髓腔中，有很强的自身增殖能力； (3) 前成骨细胞，即最近的成骨前体，能定向分化成成骨细胞，具有合成和增殖能力［ 1，2］。成骨细胞由多能的间质干细胞在体内的各种调控因素的调节下发展而来， 调控因素主要有BMP-2，BMP-2能诱导基质细胞向成骨细胞分化，具体就是诱导间质 干细胞分化形成骨祖细胞进而形成前成骨细胞［3］。 2 成骨细胞发展阶段及骨形成机制 成骨细胞在骨形成过程中要经历成骨细胞增殖，细胞外基质成熟、细胞外基质 矿化和成骨细胞凋亡四个阶段。很多因素可调节这几个阶段，从而最终调控骨形成 。 成骨细胞增殖期成骨细胞数量增加，以形成多层细胞，并合成、分泌Ⅰ型胶原 以便最终可以矿化形成骨结节。对成骨细胞增殖的调控具体说来即是对细胞周期的
成骨与骨细胞动态平衡的调节
维生素D受体在骨动态平衡中的调节作用 中国骨质疏松杂志2014-12-13发表评论分享 作者：武警陕西省总队医院李战宁 维生素D受体(VDR)是核激素受体甲状腺激素/维甲酸受体家族成员，介导维生素D生物活性形式的重要生理功能。经配体活化后，VDR与维甲酸X受体(RXR)异二聚化，形成VDR/RXR 复合物。该复合物与含有特异性DNA序列(维生素D反应元件，VDREs)的靶基因启动子近端以及调节区远端相结合，参与调节多种细胞的增殖、分化、凋亡、矿物质动态平衡、免疫反应、代谢等功能。虽然已有文献证实VDR信号通路在骨动态平衡调节中起到重要作用，但截止到目前，其详细的分子作用机制尚待进一步研究。故本文对VDR信号通路在骨动态平衡中的相关研究予以综述。 VDR在骨与软骨功能调节中的作用 长期以来研究证实VDR是参与骨与软骨功能调节的重要因子。VDR在骨生理调节过程中发挥着重要功能，其表达异常可导致遗传性低钙维生素D抵抗性佝偻病，也可发展成为维生素D依赖遗传性II型佝偻病(VDDR-II)。VDDR-II是一种常染色体隐性遗传疾病，由人VDR 基因突变引起的功能缺陷导致。VDDR-II患者的临床表现主要包括:低骨矿密度、佝偻病畸形、生长延迟、低身高、低钙血症、低磷血症、甲状旁腺机能亢进、血清碱性磷酸酶增加和1，25(OH)2D3水平升高。除血清1，25(OH)2D3升高外，在假维生素D缺乏或者维生素D依赖I型遗传性佝偻病(VDDR-I)患者中也存在其他类似的临床特点，这些疾病都表现出与CYP27B1基因突变失活导致1，25(OH)2D3生物合成异常相似的病理过程。 多个研究小组构建了独立的VDR敲除小鼠模型，结果证实VDR-/-基因缺陷动物表现为VDDR-II患者常见临床特征。且以往研究证实VDR重要靶向基因主要表达于骨细胞，进一步说明VDR主要参与调控骨的生长与维护过程。但研究还发现VDR纯合缺陷的小鼠可通过特殊饮食纠正血钙和磷的水平，继而表现为正常骨骼。这些成功恢复VDR-/-小鼠骨骼表型的实验提示VDR的生物学基本功能是促进肠道钙和磷的吸收，尤其是在低钙供给的条件下，VDR 的作用更为重要。因此，早期有关维生素D缺乏大鼠模型的研究以及上述结果均提示维生素
破骨细胞
破骨细胞在骨吸收部位，与骨接触后，由基质产生的信号向胞内分泌囊泡含H-ATP酶，向微环境释放蛋白水解酶。其中，无机钙及磷酸盐的降解是通过ATP酶介导的质子分泌。在吸收陷窝处产生一个酸性环境，而有机基质，主要由胶原和弹性蛋白组成，由半胱氨酸、天冬氨酸蛋白酶降解，其中组织水解酶K起主要作用。 DC分泌IL1/6、TNFα。增加破骨细胞释放TRAP和组织水解酶K，还可以促进破骨细胞生成通过刺激T 细胞表达RANKL。 未成熟的DC可发育为破骨细胞样的细胞， 巨噬细胞在炎症中融合主要依赖IL4 RANKL-induced differentiation of osteoclasts in vitro was performed as described previously (12). In brief, primary osteoclast precursors (nonad- herent mouse bone marrow cells, splenocytes, and RAW 264.7) were sus- pended in -MEM supplemented with 10% FBS and cultured in a 24-well culture plate at 1 10 6 cells per well. After 48 h, the culture medium was replaced with fresh culture medium with or without 100 ng/ml mouse re- combinant soluble RANKL (Wako Pure Chemical). After 4 days, cells were dehydrated with ethanol-acetone (1:1) for 1 min, dried, and stained at room temperature with TRAP staining solution. TRAP-positive cells ap- peared dark red. We counted TRAP-positive multinucleated cells contain- ing three or more nuclei as osteoclasts.常用的评价方法有生化指标的测量、骨密度测量、骨组织计量学观察、骨生物力学指标检测等。其中生化指标和骨组织计量学是主要的指标 破骨细胞细胞体相当大，直径20-100um，有多个细胞核，积聚在一起，通常有15~20个。 被激活的破骨细胞靠粘附蛋白连接在骨表面，同时刺激骨被覆细胞收缩成团，暴露出钙化骨面，破骨细胞的腹部与暴露的骨表面形成一个密闭的小空间，不断的释放酸和溶酶体，使骨基质脱钙后降解而实现溶骨的功能。破骨细胞存活7周左右，在完成破骨功能后自然凋亡。OPG作为分化负向调节因子。 正常情况下，破骨细胞粘附于骨表面但并不粗糙，而粗糙的边缘则是骨吸收活跃的标志。阿仑膦酸钠不影响破骨细胞的聚集或粘附，但它确实能够抑制破骨细胞的活性。小鼠体内进行的有关标记有放射性活性的[3H]阿仑膦酸钠在骨内作用部位的研究显示，破骨细胞表面的摄入是成骨细胞表面的10倍。标记有放射活性[3H]阿仑膦酸钠分别给予大鼠6天和小鼠49天后，检查其骨组织发现，正常骨形成于阿仑膦酸钠上面，后者与基质结合后不再具有药理活性，因此阿仑膦酸钠必须持续服用以抑制新形成的吸收表面的破骨细胞。狒狒和大鼠的组织形态测量学显示，阿仑膦酸钠能降低骨转换（即，骨重建部位的数量），而且在这些重建部位，骨形成超过骨吸收，从而使骨量增加。‘ 骨质疏松症是一个世界范围的、越来越引起人们重视的健康问题。目前全世界约2亿人患有骨质疏松，其发病率已跃居常见病、多发病的第七位。当前，我国已进入老龄社会，老年病尤其是骨质疏松症的防治成为重要的
成骨细胞与破骨细胞的相互作用对骨重塑的调节
ste m cells f or treat m ent of therapy-resistant graft-versus -host disease1Trans p lantati on,2006;81(10):1390–1397 19 Bocelli-Tyndall C,B racci L,Spagnoli G et al1Bone mar2 r ow mesenchy mal str omal cells(BM-MSCs)fr om healthy donors and aut o-i m mune disease patients reduce the p r o2 liferati on of aut ol ogousand all ogeneic-sti m ulated ly mpho2 cytes in vitr o1Rheu mat ol ogy,2007;46(3):403–408 20 Gerdoni E,Gall o B,Casazza S et al1Mesenchy mal ste m cells effectively modulate pathogenic i m mune res ponse in experi m ental aut oi m mune encephal omyelitis1Ann Neur ol, 2007;61(3):219–227 21 Augell o A,Tass o R,Negrini S M et al1Cell therapy using all ogeneic bone marr ow mesenchy mal ste m cells t o p revent tissue da mage in collagen-induced arthritis1A rthritis Rheu m,2007;56(4):1175–1186 22 English A,Jones E A,Corscadden D et al1A comparative assess ment of cartilage and j oint fat pad as a potential s ource of cells f or aut ol ogous therapy devel opment in knee osteoarthritis1Rheumat ol ogy,2007;46(11),1676–1683 23 Pisati F,Boss olasco P,MeregalliM et al1I nducti on of neu2 r otr ophin exp ressi on via hu man adult mesenchy mal ste m cells:i m p licati on f or cell therapy in neur odegenerative dis2 eases1Cell Trans p lant,2007;16(1):41–55 (2009-04-14收稿) 成骨细胞与破骨细胞的相互作用对骨重塑的调节汕头大学医学院第一附属医院(515041) 陈 斌综述 李学东 杜世新审校 摘 要 骨骼是一个动态活性组织,它通过持续的重塑来维持其矿化平衡及自身的结构完整。在骨重塑的过程中,协调成骨细胞,骨细胞和破骨细胞之间的活性,能保持骨重塑过程的动态耦联平衡,其中成骨细胞(骨形成功能)和破骨细胞(骨吸收功能)在骨重塑过程中起关键作用。成骨细胞和破骨细胞之间的相互调节在骨重塑过程实现骨形成和骨吸收平衡的基础。两组细胞实现细胞间相互作用主要有三种方式:直接接触,分泌旁分泌因子及细胞与骨基质作用,成骨细胞和破骨细胞之间3种相互作用方式对骨重塑过程起重要调节作用。 关键词 骨重塑;成骨细胞;破骨细胞 骨是高活性组织,通过持续的重塑修复自身微损伤,保持结构、荷载和钙的内稳态平衡,每年有10%的骨质代谢重塑[1],骨骼系统的内稳态平衡就是靠骨重塑来实现的。骨重塑也称为骨的再生循环,人为划分为:活化,吸收,逆转及骨形成四阶段。成骨细胞(O steoblast,OB)和破骨细胞(O s2 teoclast,OC)是骨重塑过程中的两种主要细胞,协调OB与OC的生成与活性,能平衡骨的吸收与形成过程。在骨重塑过程中,OB及OC间的相互作用发生在基本多细胞单位[2],通过直接接触,分泌旁分泌因子及细胞与骨基质作用3种主要方式相互调节,进而精确影响骨的重塑过程。本文就骨重塑过程中OB与OC间的上述3种相互作用方式加以概述。 1 细胞间缝隙连接细胞间通讯 缝隙连接(gap juncti on,GJ)是相邻细胞间的通道结构,GJ的主要功能是细胞与细胞间的通讯(cell-cell communicati on),又称缝隙连接细胞间通讯(gap juncti on intercellular communicati on, GJ I C)是细胞间最重要的信息交流形式,许多与生长、分化密切相关的小分子物质(﹤1000Da,如钙离子、c AMP、I P3、单糖、氨基酸、核苷酸、维生素和激素等),可以通过GJ从一个细胞至另一个细胞,从而影响组织细胞的生长、增殖、分化及迁移[3]。GJ由连接蛋白(connexin,CX)组成, CX是多基因家族成员,在人类已证实的有21种CX表达,依据分子量的不同而命名为CX26、CX40、CX43等。研究显示CX几乎表达于所有的组织细胞,不同组织可表达不同的CX,同一组织也可表达多种CX。在多细胞生物体中,细胞通过CX及介导的GJ I C以调节它们的发育和组合、控制它们的生长和增殖、协调它们的代谢和功能。因此,GJ I C是组织保持内稳态的核心。在骨骼的发育和重塑过程中GJ I C也发挥了重要的作用。研