破骨細(xì)胞及其骨吸收調(diào)控研究進(jìn)展

破骨細(xì)胞及骨吸收調(diào)研究進(jìn)展一、概述破骨細(xì)胞是一個高度分化的多核巨細(xì)胞，直接參與骨吸收，是骨組織吸收的主要功能細(xì)胞。破骨細(xì)胞的來源：由于長期以來對于破骨細(xì)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水平，也不可能進(jìn)一步深入和提高。對于破骨細(xì)胞來源的認(rèn)識，在本世紀(jì)40～70年代，普遍應(yīng)用的經(jīng)典理論為多潛能的骨源細(xì)胞學(xué)說，認(rèn)為破骨細(xì)胞是由骨源細(xì)胞融合而成。直至70年代中期還認(rèn)為與成骨細(xì)胞(OB)為共同的祖代來源。這種觀點(diǎn)多年來一直是疑問，不能被證實(shí)，現(xiàn)已被否定。自年代初開始，提出了OC來源于骨外生血系統(tǒng)，自此又出現(xiàn)了種不同觀點(diǎn)：(1)OC源于單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)，即由單核細(xì)胞融合而成，這一觀點(diǎn)現(xiàn)已被否定。(2)OC與單核吞噬細(xì)胞共同來源于骨髓生血系統(tǒng)的同一前身細(xì)胞，之后各自向不同方向分化。這一假說也被實(shí)驗(yàn)研究所推翻。研究表明，由骨髓而來的單核細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)之后，可以分化為破骨細(xì)胞，但是末梢血中的單核細(xì)胞與腹腔中的單核巨噬細(xì)胞，經(jīng)培養(yǎng)后并不能形成破骨細(xì)胞，而且前者與破骨細(xì)胞的細(xì)胞膜上有不同的表面抗原，這提示了破骨細(xì)胞與單核巨噬細(xì)胞兩者不是來自共同的祖代。(3)OC來源于單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)之外的骨髓生血細(xì)胞系統(tǒng)，為獨(dú)立于骨髓干細(xì)胞系統(tǒng)的一個細(xì)胞系。Walker曾采用患有硬化病的小鼠及正常小鼠進(jìn)行了血循聯(lián)體實(shí)驗(yàn)，結(jié)果患硬化病的小鼠恢復(fù)了正常。研究表明，破骨細(xì)胞漿中碳酸酐酶Ⅱ(CAⅡ)基因突變可以引起骨硬化病的發(fā)生。由此表明，破骨細(xì)胞是來源于正常鼠的骨髓生血系統(tǒng)。此外，在臨床上通過對患石骨癥的患者移植整個胸腺、骨髓等，也取得了良好的療效。由此說明，破骨細(xì)胞的形成取決于血循中的細(xì)胞。在胚胎早期就已到達(dá)骨膜，再逐漸分化、融合為破骨細(xì)胞，也就是說OC的前驅(qū)細(xì)胞是前破骨細(xì)胞(Proosteoclast)，它在胚胎期間已存在于骨的微環(huán)境中，到達(dá)骨膜后，由前破骨細(xì)胞分化、融合為破骨細(xì)胞。OC在各個分化階段，具有特有的膜抗原和受體。到目前為止，雖然OC的祖代正身還難以確定，但的前驅(qū)細(xì)胞是來自與單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)不同的骨髓干細(xì)胞系，這一點(diǎn)已被公認(rèn)。該觀點(diǎn)在年代初已被首先進(jìn)行分離、培養(yǎng)破骨細(xì)胞的Chamber(1984)所證實(shí)，即來源于骨髓生血干細(xì)胞(StemCells)。破骨細(xì)胞的標(biāo)志：破骨細(xì)胞含有豐富的酸性磷酸酶及抗酒石酸磷酸酶(TartratResistantAcidPhosphatase，TRAP)OC對TRAP呈陽性反應(yīng)，為

棕褐色；OC表面有許多降鈣素(Calcitonin,CT)體，對CT呈陽性反應(yīng)，為深紫色。目前已把TRAP及CT做為鑒定破骨細(xì)胞的重要標(biāo)志。在破骨細(xì)胞的形成過程中，其對TRAP的反應(yīng)如下：綜上所述，破骨細(xì)胞是機(jī)體內(nèi)的大型多核巨細(xì)胞，來自

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的骨髓干細(xì)胞，經(jīng)研究證實(shí)CD34+細(xì)胞在粒細(xì)胞克隆刺激因子G-CSF)作用下可分化形成造血細(xì)胞，在1，25(OH)D及白細(xì)胞介素(IL-1、3)等刺激因子的作用下，可分23化為成熟的破骨細(xì)胞，具有體外骨吸收的功能，可在滅活的骨片上形成吸收陷窩。降鈣素受體(CTR)、抗酒石酸磷酸酶(TRAP)Ⅱ型碳酸酐酶(CAⅡ)、組織蛋白酶K(CK)以及Vitronectin受體(VR)是破骨細(xì)胞的主要標(biāo)志。破骨細(xì)胞通過其質(zhì)膜上的空泡型質(zhì)子泵分泌酸分解骨組織中的無機(jī)礦物質(zhì)；并同時通過分泌多種溶酶體酶(主要為組織蛋白酶K、L、B和降解有機(jī)骨基質(zhì)。破骨細(xì)胞在進(jìn)行骨吸收過程中是通過多種細(xì)胞因子的調(diào)控，以及各種細(xì)胞間的相互作用和制約，通過復(fù)雜的分子機(jī)制完成的。二、破骨細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能OC是一個沒有突起的多核大細(xì)胞，直徑為～100μm，有數(shù)十個甚至多達(dá)上百個細(xì)胞核，其胞核多呈圓形，核膜平整，染色質(zhì)顆粒細(xì)小且分布均勻，著色較淺，內(nèi)有1～2個核仁。幼稚的OC其胞漿嗜堿性，成熟后的OC其胞漿嗜酸性，并隨著細(xì)胞的老化胞漿嗜酸性愈強(qiáng)。通常胞漿內(nèi)有豐富的線粒體以及大量的溶酶體與游離的核糖體。破骨細(xì)胞的胞膜上有質(zhì)子泵，其功能是分泌酸，主要是空泡型質(zhì)子泵。此外，OC含有極為豐富的酸性磷酸酶(其同功酶為TRAP)、溶酶體酶、β-甘油磷酸酶、β-葡萄糖醛酸酶、芳香基硫酸酯酶及組織蛋白酶等，存在于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體中。在骨吸收與骨的重建中起啟動作用，一旦OC附著于骨面形成了骨吸收的微小環(huán)境，OC通過分泌釋放酸及酶，導(dǎo)致骨的吸收；前者致使骨礦溶解，后者導(dǎo)致骨的膠原降解，從而引起骨的破壞。靜止?fàn)顟B(tài)下的OC無極性，只有在進(jìn)行骨吸收功能狀態(tài)下才具有明顯的極性。超微結(jié)構(gòu)觀察可以看到骨吸收時的呈現(xiàn)細(xì)胞的極化，可分為以下4個部分：1、波狀緣(RuffledBorder)稱皺褶緣，在光鏡下亦稱紋狀緣，為附著骨面后，對著骨面進(jìn)行骨吸收的特殊分化的細(xì)胞膜，由許多不規(guī)則的絨毛狀突起組成，可大大增加破骨細(xì)胞進(jìn)行骨吸收的表面積，通過這些絨毛突起分泌酸與酶等多種生物活性物質(zhì)，并攝取游離出來的骨鹽。據(jù)研究報道，一個可以溶解由100個成骨細(xì)胞形成的骨質(zhì)。OC可以移動的細(xì)胞，當(dāng)在一個部位進(jìn)行骨吸收之后，可以從該部位移動到另一個部位，再進(jìn)行骨吸收活動。當(dāng)離開骨的表面之后，則其波狀緣消失，骨的吸收活動也就停止。2、空泡區(qū)(VesicularRegion)位于許多絨毛突起之間以及其下方的部位，由密集的空泡相互連接組成，空泡內(nèi)存在各種酶，其功能主要是分泌、攝取以及消化細(xì)胞外被溶解的物質(zhì)，是骨吸收時的重要組成部分。其中的碳酸酐酶(CarbonicAnhydrase,CA)在骨的吸收破壞中起了極為重要的作用，OC在局部分泌酸與蛋白酶進(jìn)行骨吸收，其分泌的酸主要是通過二型碳酸酐酶(CAⅡ)將CO于水形成HCO產(chǎn)生的，對骨組織的脫礦及有機(jī)基質(zhì)分解起了至關(guān)重要223的作用。

3、封鎖帶(SealingZone)又稱透明帶(ClearZone)，其部位是在波狀緣的周圍，為一環(huán)形的胞漿區(qū)，此處無細(xì)胞器，內(nèi)含有大量微絲如Vimentin等)、微管及肌動蛋白(F-Actin)，主要由均質(zhì)的核糖體組成。其主要功能是把被吸收的骨質(zhì)包圍、封閉，與外界隔絕，保證骨吸收時微小環(huán)境的pH值約為pH3～5)呈酸性環(huán)境，足以使骨組織脫礦、溶解。此外，封鎖帶還具有信息傳遞功能，其中的微絲、微管、肌動蛋白都參與了細(xì)胞間的離子交換及信息的傳遞作用。OC進(jìn)行骨吸收時封鎖帶明顯增大，確保其封鎖功能的行使。一般情況下每次封閉2～10分鐘之后，隨著OC的移動及附著骨面，封鎖帶再繼續(xù)進(jìn)行封閉骨吸收時所必要的微環(huán)境。OC通過封鎖帶緊貼骨面，是通過中的微絲進(jìn)行收縮來行使其封鎖功能。4、細(xì)胞基底部(BasalPartofTheCell)為不接近骨面的游離端。細(xì)胞核位于細(xì)胞的基底部位，其內(nèi)含有豐富的高爾基氏體、線粒體等細(xì)胞器，圍繞每一個細(xì)胞核排列。OC中的許多酶存在于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基氏體中，在OC進(jìn)行骨吸收活動過程中，這些酶不斷向波狀緣方向移動，參與骨的吸收、破壞。破骨細(xì)胞的功能：骨吸收是與破骨細(xì)胞相伴隨，骨吸收活動是在骨的微環(huán)境內(nèi)進(jìn)行的復(fù)雜分子生物學(xué)反應(yīng)的過程。骨吸收時首先是分泌酸，致使骨組織脫礦，繼而通過分泌的多種酶將殘留的有機(jī)物分解。與胃壁細(xì)胞及腎尿管細(xì)胞有相類似的結(jié)構(gòu)與膜抗原，都可以通過細(xì)胞膜向細(xì)胞外分泌酸，其質(zhì)子泵相當(dāng)于一個酸泵，不斷的分泌酸。是OC保證骨吸收的重要結(jié)構(gòu)，通過分泌酸可直接溶解骨礦中的羥磷灰石，導(dǎo)致骨組織脫礦。破骨細(xì)胞產(chǎn)酸主要是通過Ⅱ型碳酸酐酶(CarbonicAnhydraseⅡ,CAⅡ)，將COHO結(jié)合成HCO，并分解為++HCO-，通過其胞膜上的質(zhì)子泵分泌到局部22233微環(huán)境中。如果采用CAⅡ的阻斷劑乙酰唑胺Acetazolamide)阻斷了CAⅡ的產(chǎn)酸作用，則發(fā)現(xiàn)分離、培養(yǎng)的破骨細(xì)胞性骨吸收窩的形成明顯減少或被抑制，從而證明了CAⅡ在破骨細(xì)胞性骨吸收中具有重要的作用。質(zhì)子泵是一種推動H

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跨膜運(yùn)動的能量系統(tǒng)。大量研究表明破骨細(xì)胞皺褶緣上質(zhì)子泵是屬于空泡型質(zhì)子泵(即空泡型氫離子三磷酸腺苷轉(zhuǎn)運(yùn)酶VacuolarH

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-translocatiing，ATPase，簡稱V-ATPase)廣泛分散于胞漿內(nèi)空泡樣細(xì)胞器的膜上，當(dāng)進(jìn)行骨吸收時，則不斷的分泌酸?？张菪唾|(zhì)子泵是位于破骨細(xì)胞皺褶緣上的泌酸裝置，只有在功能狀態(tài)下的破骨細(xì)胞才具有這一特殊結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，也是引起骨吸收破壞的必要形態(tài)結(jié)構(gòu)。脫礦后的殘余骨基質(zhì)，又被分泌的各種加水分解酶消化、降解、破壞。研究表明，OC在骨吸收過程中1小時可形成直徑μm、深5μm吸收陷窩。OC除了具有骨吸收作用以外，還具有吞噬功能，被吸收、破壞的骨組織及其骨基質(zhì)的分解產(chǎn)物，被OC吞噬后，可被輸送到的空泡內(nèi)進(jìn)行消化、溶解。通過超微結(jié)構(gòu)觀察，可以看到被OC吞噬后的游離晶體，沿OC內(nèi)的微管進(jìn)入空泡的過程。由此可見OC具有脫礦、降解有機(jī)基質(zhì)分泌、吞噬、運(yùn)輸、消化等功能。因而，近年來把破骨細(xì)胞性骨吸收又看作是礦化有機(jī)質(zhì)遷移的過程。綜上所述，破骨細(xì)胞是一個高度分化的多核大細(xì)胞，其主要功能為吸收骨，骨的吸收過程為：粘附骨面→極化(吸收態(tài))→破骨→脫離骨面→移位至新的骨面。OC與機(jī)體內(nèi)的各種細(xì)胞彼此相互依賴和相互制約，并在多種因子的作用下，通過復(fù)雜的分子機(jī)制，OC與OB共同完成骨的代謝活動。三、破骨細(xì)胞的體外培養(yǎng)

自從明確了破骨細(xì)胞來源于骨髓干細(xì)胞之后，和Magnus先建立了體外分離、培養(yǎng)破骨細(xì)胞的技術(shù)方法(1982)。我國于1988年引進(jìn)并改良了這一技術(shù)，為骨病的研究與防治，提供了新的手段及途徑。1實(shí)驗(yàn)材料(1)動物的選擇：主要多采用兔、鼠、雞、猴、鳥等動物的長管骨或顱蓋骨進(jìn)行破骨細(xì)胞的分離、培養(yǎng)。此外，也有學(xué)者用人的胚胎骨分離、培養(yǎng)破骨細(xì)胞，但少見。(2)實(shí)驗(yàn)用具：二氧化碳孵育箱、倒置相差顯微鏡、潔凈工作臺、真空泵及濾器、分析天平、超聲波清洗器、培養(yǎng)器皿24孔培養(yǎng)板與玻璃培養(yǎng)皿及刻度吸管)以及各種手術(shù)剝離器皿、蓋玻片與骨片等。(3)培養(yǎng)液：Hank's液、199培養(yǎng)基、小牛血清、HEPES液、抗菌素(青霉素、鏈霉素及二性霉素B)、膠原酶及分散酶溶于199培養(yǎng)液中)以及PBS等。(4)鑒定破骨細(xì)胞的試劑：抗酒石酸磷酸酶(TRAP)與降鈣素(Calcitonin)以及抗肌動蛋白抗體(Actin)等。2實(shí)驗(yàn)方法及破骨細(xì)胞的形態(tài)功能規(guī)則(1)分離破骨細(xì)胞(以兔為例)采用出生24h之內(nèi)的中國家兔(或新西蘭白兔等)6～7只，用肥皂洗滌3次，再以清水沖洗干凈。放置潔凈臺上用斷頭術(shù)將其處死，浸泡于酒精中1分鐘，去皮后分離出股骨、肱骨和脛骨，放入含有液的60mm玻璃培養(yǎng)皿中，刮除軟組織及軟骨垢，將骨干與干骺端在液中洗兩次，再將其放入199培養(yǎng)液中(玻璃培養(yǎng)皿內(nèi)共12ml199培養(yǎng)液，其中含有25mmol/LHEPES緩沖液、15%小牛血清以及100U/ml青霉素、100μg/ml鏈霉素、ng/ml二性霉素B)pH值為6.8～7.0。將骨干縱行剖開，以手術(shù)刀輕刮骨的內(nèi)表面，再用尖吸管吸取上述的199培養(yǎng)液，反復(fù)沖洗骨髓腔和骨的內(nèi)表面，直至變白為止。再用吸管吹洗、振蕩細(xì)胞懸液2min，使骨片上的破骨細(xì)胞沖到培養(yǎng)液中，靜置1min，取上面的細(xì)胞懸液備用。(2)骨片的制備將鮮的牛股骨放入低溫冰箱(-70℃)儲存。同時取出以鋼齒鋸和金剛砂片分切，制成約6mm×6mm大小，厚約200μm的小片(在以水沖洗下進(jìn)行)，再以粗細(xì)不同的金剛砂石及磨玻璃將小骨片磨成厚約為μm的薄片備用。使用前將所有放在蒸餾水中的骨薄片，在超聲波清洗器內(nèi)超聲處理次，每次5分鐘。再將洗凈的骨片浸泡在含有抗菌素的199養(yǎng)液中，再換3次培養(yǎng)液，以達(dá)到消毒滅菌的目的。(3)蓋玻片的處理將蓋玻片用玻璃刀分切成1cm×1cm大小，以洗滌凈水浸泡洗滌，再浸入硫酸-重鉻酸鉀清洗液中過夜后，再以水充分清洗、擦干，高壓消毒滅菌、備用。(4)破骨細(xì)胞培養(yǎng)采用24孔培養(yǎng)板，每孔加上述制備的培養(yǎng)液1ml，之后每孔再加入一個經(jīng)過處理、消毒的骨磨片及蓋玻片。放置二氧化碳孵育箱中(5%CO℃)2培養(yǎng)1小時，然后加入備用的破骨細(xì)胞懸液，每孔ml，繼續(xù)培養(yǎng)～20h左右，再以199培養(yǎng)液沖洗掉未附著的破骨細(xì)胞及紅血球。再繼續(xù)培養(yǎng)。(5)破骨細(xì)胞的鑒定及觀察鑒定：酸性磷酸酶(或抗酒石酸磷酸酶)染色呈深黃褐色或棕褐色；降鈣素

免疫組織化學(xué)染色(ABC法)呈紫色或棕紫色，則可判斷為破骨細(xì)胞。光學(xué)顯微鏡觀察：玻片觀察可采用染色或Giemsa染色，可見多核的破骨細(xì)胞呈淺粉紅色，胞漿染色質(zhì)顆粒細(xì)小，分布均勻，胞核內(nèi)含～2個核仁，胞核呈淺藍(lán)色。胞漿內(nèi)還可見大小不等的空泡。周圍的胞膜可見多數(shù)偽足樣突起。相差顯微鏡觀察：蓋玻片上可見多核破骨細(xì)胞偽足樣進(jìn)行伸展移動，細(xì)胞外形不斷的變化，其周圍還可見單核吞噬細(xì)胞、成纖維樣細(xì)胞以紅血球等散在破骨細(xì)胞之間，其中OC的體積最大，且見多核結(jié)構(gòu)。骨片上骨吸收窩形成情況：培養(yǎng)h左右的骨片上可見骨吸收陷窩形成，多為圓形或橢圓形，隨培養(yǎng)時間的延長，骨吸收窩的數(shù)量不斷增多，骨吸收窩的面積不斷擴(kuò)大，還可見吸收窩呈貝殼形彎曲或不規(guī)則形狀。掃描電鏡觀察：其破骨細(xì)胞的骨吸收窩形態(tài)與相差顯微鏡觀察的外形一致，骨陷窩內(nèi)的原纖維結(jié)構(gòu)清晰明顯，并可對比觀察吸收窩與非吸收部分的顯著差異及其微細(xì)結(jié)構(gòu)的變化。3應(yīng)用研究根據(jù)破骨細(xì)胞是高度分化的終末細(xì)胞這一特點(diǎn)，以及具有迅速貼附于基質(zhì)上的附著特性，因而在進(jìn)行破骨細(xì)胞的應(yīng)用研究中，由于不能進(jìn)行細(xì)胞分裂活動，所以分離、培養(yǎng)的破骨細(xì)胞一般情況下只能生存日以內(nèi)，且不能傳代；由于OC的貼壁特性，所以培養(yǎng)后應(yīng)該采用胰蛋白酶等分散酶進(jìn)行消化，將OC周圍的成纖維樣細(xì)胞除去，只留下貼壁的，只有在OC得以充分伸展及移動的情況下，才有可能進(jìn)行體外的各種檢測與調(diào)控觀察。(1)分離、培養(yǎng)破骨細(xì)胞在體外具有形成骨吸收陷窩的功能，可采用約μm厚的骨片，與OC共同培養(yǎng)，可于培養(yǎng)后～10日內(nèi)的不同時間，采用相差顯微鏡，觀察OC吸收骨時的吸收期、游走期以及休止期其形態(tài)、結(jié)構(gòu)與機(jī)能的變化，從而探討OC的細(xì)胞骨骼，pH的變化，酶的活性，細(xì)胞內(nèi)各種離子的濃度，細(xì)胞膜電位差及質(zhì)子泵等的細(xì)胞生物及分子生物學(xué)的改變。(2)采用各種細(xì)胞因子、激素以及藥物等直接作用于破骨細(xì)胞，觀察形態(tài)、結(jié)構(gòu)及機(jī)能的變化情況，以及檢測骨吸收陷窩的數(shù)量，面積大小及其形狀的改變?？赏ㄟ^光學(xué)顯微鏡、相差顯微鏡、熒光顯微鏡以及電子顯微鏡等儀器進(jìn)一步觀察其超微變化。(3)采用分離、培養(yǎng)破骨細(xì)胞，與其它各種細(xì)胞進(jìn)行共同培養(yǎng)，觀察各種細(xì)胞因子或中藥、西藥等對其的作用，從而探討這些因子及藥物對分離、培養(yǎng)的直接影響，是通過某種細(xì)胞介導(dǎo)而發(fā)生的。這種最好的觀測方法，仍然是通過骨片的加入，觀測共同培養(yǎng)時骨吸收陷窩形成情況，加以判定、分析研究。(4)破骨細(xì)胞在進(jìn)行骨吸收活動時，具有明顯的極性，由于通過分泌酸，致使Ca2+離子迅速從骨組織中游離，因而可通過檢測2+的濃度，探討破骨細(xì)胞吸收骨的情況及其各種活性。(5)通過分離、培養(yǎng)破骨細(xì)胞與骨片共同培養(yǎng)，觀測對骨的有機(jī)基質(zhì)的影響，以及有機(jī)基質(zhì)的組成及各種酸對骨膠原消化、吸收的情況。(6)破骨細(xì)胞的質(zhì)膜上存在有質(zhì)子泵，通過分泌酸直接溶解骨鹽中的羥磷灰石，對OC質(zhì)子泵的分離、提純及重組，對深入探討骨的吸收機(jī)理，以及為阻斷其分泌酸，將對骨病的防治具有重要的理論意義及臨床價值。OC的質(zhì)子泵一般分為3種：a.細(xì)胞膜質(zhì)子泵。b.線粒體膜質(zhì)子泵。c.囊胞膜質(zhì)子泵。OC進(jìn)行骨吸收時是通過碳酸酐酶CarbonicAnhydrase,CA)，將CO

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溶于水形成HCO產(chǎn)生的酸?，F(xiàn)已證實(shí)這種酸主要是通過二型碳酸酐酶Ⅱ23產(chǎn)酸，其在溶解骨鹽中起了至關(guān)重要的作用。上述上的三種質(zhì)子泵，主要為囊泡型(VV)為主，為63KDa蛋白質(zhì)及31KD基蛋白質(zhì)，通常分散在OC胞漿的01細(xì)胞器內(nèi)，當(dāng)進(jìn)行骨吸收時，則靠近皺褶緣的空泡區(qū)，因而又稱空泡型質(zhì)子泵。四、骨吸收及其調(diào)節(jié)因子骨吸收活動是由破骨細(xì)胞介導(dǎo)，通過復(fù)雜的分子生物學(xué)機(jī)制定完成的。骨吸收時OC、OB、巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等相互作用、相互制約，分泌并釋放多種細(xì)胞因子，激活或抑制各種細(xì)胞的活性，調(diào)控骨的吸收與形成。調(diào)節(jié)的局部因子，主要源于成骨細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞以及骨髓中的各種免疫細(xì)胞等等，這些細(xì)胞都參與了骨吸收的調(diào)控。與骨吸收密切相關(guān)的主要細(xì)胞因子如下：降鈣素(CT)：由甲狀腺濾泡分泌，又稱甲狀腺降鈣素，其主要功能是抑制骨吸收和降低血鈣的作用。OC細(xì)胞膜上具有豐富的降鈣素受體，CT對OC具有直接的抑制作用；首先OC上的CT受體與CT結(jié)合后，可抑制Na+、K+、ATPase，使波狀緣的伸展活動受限，導(dǎo)致OC能附著骨面；此外還可抑制碳酸酐酶，減少酸的分泌；CT又可以促進(jìn)骨組織中水平升高，從而增強(qiáng)CT對OC抑制骨吸收的作用。CT對OC的作用是一過性的，之后OC還可恢復(fù)運(yùn)動，因此，CT在臨床治療骨質(zhì)疏松癥等疾病時，其短期療效明顯，長期使用則療效欠佳，就是這個道理。甲狀旁腺激素(PTH)：由甲狀旁腺分泌，主要功能是調(diào)節(jié)Ca2+、P3-代謝，促進(jìn)骨吸收。OC的細(xì)胞膜上并無PTH受體，其促進(jìn)骨吸收作用主要是通過以下幾個途徑：PTH可促進(jìn)OC內(nèi)的空泡的增加，從而增強(qiáng)的活性；PTH促進(jìn)OC酸的分泌以及水解酶的合成，從而增強(qiáng)骨吸收作用；還可通過首先作用于OB，間接促進(jìn)骨吸收；PTH通過促進(jìn)cAMP的生成，進(jìn)一步促進(jìn)骨吸收。由于成骨細(xì)胞上有PTH的受體，因此OC與OB共同培養(yǎng)，再加入PTH，可以刺激破骨細(xì)胞性骨吸收。PTH對單獨(dú)分離、培養(yǎng)的OC任何作用，這進(jìn)一步說明PTH對OC的作用是通過其它細(xì)胞介導(dǎo)而間接發(fā)生的。前列腺素(PGs):最早由前列腺中提取而命名。此后發(fā)現(xiàn)全身多種組織中都含有PGs，其主要功能為抑制破骨細(xì)胞的活性而抑制骨吸收。此外還可通過刺激成骨細(xì)胞cAMP水平的增高，間接刺激破骨細(xì)胞性骨細(xì)胞。在體內(nèi)是由花生四烯酸(Arachidorucacid)經(jīng)酶催化后的產(chǎn)物?；钚跃S生素D〔1，25(OH)VD〕：在PTH及Ca2+與P3-的作用下在腎臟內(nèi)產(chǎn)323生；也可由淋巴細(xì)胞及單核細(xì)胞產(chǎn)生。其功能為具有明顯促進(jìn)骨吸收的作用，是OC成熟的主要激活因子；還可增加OC的數(shù)量；并可與PTH有協(xié)同作用，共同促進(jìn)骨吸收。OC細(xì)胞膜上并無活性VD受體，其特異性受體只存在與成骨3細(xì)胞及前成骨細(xì)胞的細(xì)胞膜上，因此對體外分離、培養(yǎng)破骨細(xì)胞無作用，只有在成骨細(xì)胞存在時，才能刺激破骨細(xì)胞性骨吸收的形成。細(xì)胞因子(Cytokines)：過去又稱淋巴因子，因?yàn)樽畛跏窃诩せ畹牧馨图?xì)胞培養(yǎng)液中發(fā)現(xiàn)的，包括多肽，構(gòu)成免疫系統(tǒng)的細(xì)胞之間溝通的分子基礎(chǔ)。近年發(fā)現(xiàn)其中許多細(xì)胞因子對骨吸收起了重要的作用。現(xiàn)在又稱白細(xì)胞介素(Interlukin,IL)，其中IL-1是骨吸收的有效的強(qiáng)力刺激因子，它可以刺激α，β成骨細(xì)胞產(chǎn)生PGE，介導(dǎo)骨吸收，還可刺激成纖維細(xì)胞與吞噬細(xì)胞產(chǎn)生膠原2

酶，活化OC而促進(jìn)骨吸收；IL-2可以通過刺激分泌促進(jìn)骨吸收；為多功能的細(xì)胞因子，是介導(dǎo)破骨細(xì)胞性骨吸收的中心因子，具有顯著促進(jìn)骨吸收的作用。此外，IL-6的抗體可阻斷骨吸收。轉(zhuǎn)移生長因子(TGF-)：共發(fā)現(xiàn)TGF-β有5型，其中TGF-β在人及哺1-3乳類動物中均可發(fā)現(xiàn)，而TGF-β僅在雞和蟾蜍中見到。其功能主要是對破骨4，5細(xì)胞的分化、成熟起促進(jìn)作用，可促進(jìn)破骨細(xì)胞性骨吸收。研究表明，在骨吸收及骨形成的局部微環(huán)境中，皆可檢測出活化的β，它對OC及OB的成熟、活化，起了調(diào)節(jié)和促進(jìn)作用。腫瘤壞死因子(TNF-、β)：可由腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生。其功能為可增加的數(shù)量，通過成骨細(xì)胞的介導(dǎo)，具有明顯的促進(jìn)骨吸收的作用；并可抑制骨膠原有合成，減少礦化骨基質(zhì)的量，從而導(dǎo)致骨形成減少，骨吸收亢進(jìn)。干擾素(IF)：由免疫細(xì)胞產(chǎn)生?？梢种魄暗脑錾?、分化，從而抑制破骨細(xì)胞性骨吸收，是一種多功能的細(xì)胞因子，又是骨吸收抑制因子。白細(xì)胞介素-18(IL-18)：是由成骨細(xì)胞產(chǎn)生，可以抑制破骨細(xì)胞的形成，從而抑制了體外的破骨細(xì)胞性骨吸收。白細(xì)胞介素-17(IL-17)：其作用正與IL-18相反，可以誘導(dǎo)破骨細(xì)胞的成熟，從而促進(jìn)了體外的破骨細(xì)胞性骨吸收。此外還可以作用于成骨細(xì)胞合成PGE，促進(jìn)破骨的前體細(xì)胞分化形成成熟的破骨細(xì)胞，進(jìn)一步促進(jìn)骨吸2收。作者單位：于世鳳(北京醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院100081)參考文獻(xiàn)1ManiokaT,AmanoA,InoshitaEetalChangesinoxygenconsumptionindoggingivaduringinductionofexperimentalperiodontitis.JDentRes1991;71:466-469.2RanneyRP.Immunologicmechanismsofpathogenesisinperiodontaldiseases.JPeriodontolRes1991;26(3):213-217.3SchonPH,KennethSK.Non-humanprimatesusedinstudiesofperiodontaldiseasepathogenesis:areviewoftheliterature.JPeriodontol1993;64:497～508.4BiancuS,EricssonI,LindheJ.Peiodontalligamenttissuereactiontotraumaandgingivalinflammationanexperimentalstudyinthebeagledog.JClinPeriodontol1995;22:772-779.5IchieYoshidaMinami,AtsukoSuzuki,KeikoKawabataetal.AlveolarbonelossinratsinfectedwithastrainofPrevotellaintermediaandFusobacteriumnucleatumisolatedfromachildwithprepubertalperiodontitis.JPeriodontol1997;68:12-17.6ShibutaniT,MurabashiY,TsukadaEetal.Experimentallyinducedperiodontitisinbeagledogscausesrapidincreasesinosteoclasticresoptionofalveolarbone,JPeriodontol1997;68:385-391.7KlemettiE,KolmakovS,HeiskanenP.etal.Panoramicmandibularindexandbonemineraldenstiesinpostmenopausalwomen.OralSurgOralMedOralPathol,1993;75:774-779.

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