短链脂肪酸通过免疫机制和内分泌环境影响骨代谢的机制进展

肠道菌群对维持人体健康起重要作用。短链脂肪酸(short-chain fatty acid, SCFAs)是肠道微生物群分解膳食纤维所形成的主要代谢产物,可以影响成骨细胞和破骨细胞的增殖和分化。近年来研究发现,SCFAs不仅可以通过影响免疫细胞,例如T细胞、B细胞调控骨代谢,还可以通过影响激素,例如胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)、胰高血糖素样肽-1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)的分泌来发挥调控骨代谢的作用。笔者介绍了SCFAs通过免疫机制、内分泌环境影响骨代谢的作用机制,为骨质疏松的机制研究提供新的思路。     

肠道菌群、IGF-1与骨代谢联系机制的研究进展

近年来,肠道菌群与骨质疏松症等骨代谢相关疾病的关系逐渐成为研究热点。肠道菌群可以介导多种信号途径,影响成骨细胞和破骨细胞的相对活性,从而改善骨骼健康。这些途径包括OPG/RANKL/RANK、Wnt/β-catenin和IGF-1/IGF-1R。通过补充益生菌或移植肠道菌群来增加骨量,减少骨量丢失,正成为预防骨质疏松症或缓解儿童营养不良所致生长缺陷的可行性方案。这作为一种内源性宿主调节的"自然"疗法,既安全有效,又易于接受。本文综述了肠道菌群、胰岛素样生长因子1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)和骨代谢三者间的相互联系,并在动物模型实验中,总结肠道菌群及其代谢产物短链脂肪酸(short-chain fatty acids,SCFAs)诱导IGF-1产生来调控骨代谢,促进生长发育的具体作用机制,为上述治疗方式提供一定的理论依据。     

肠道菌群对骨代谢影响的研究进展

肠道菌群在人体中发挥着重要的作用,与人体的骨量减低及骨质疏松的发病相关。其可能通过自身代谢产物,影响宿主代谢及免疫系统等几方面来影响破骨细胞和成骨细胞的相对活性,从而影响骨代谢,甚至导致骨质疏松。本文将从上述几个方面对肠道菌群对骨代谢的影响进行综述。     

原发性骨质疏松症的骨骼免疫机制研究进展

原发性骨质疏松症是以骨质减少,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骨骼疾病。其发病机制与多种因素相关,除了传统的内分泌机制之外,一种新的骨骼免疫机制已逐渐被深入研究:通过免疫细胞T淋巴细胞和B淋巴细胞、树突状细胞等,分泌多种细胞因子,并与多种细胞因子相互作用,通过信号通路的正负反馈调控,精细调节成骨细胞和破骨细胞的分化与增殖平衡,从而影响原发性骨质疏松症的发生。与破骨形成相关的T细胞,Th17细胞通过双重机制调控骨质吸收,Th1和Th2细胞亚群分别分泌IFN-γ和IL-4,通过抑制破骨细胞前体细胞发育成成熟的破骨细胞,从而抑制骨质吸收。Treg细胞通过表达CTLA-4,促进破骨细胞前体细胞的凋亡,抑制骨质吸收。B淋巴细胞通过调控RANKL和OPG的比例参与骨质代谢。树突状细胞既可以与CD4+T细胞结合,启动经典的RANKL/RANK破骨细胞形成的信号通路,参与骨质疏松的形成;也可以作为破骨细胞前体细胞的方式,在M-CSF等炎性因子的刺激下,直接分化为破骨细胞。现就这种免疫细胞与细胞因子精细调节骨质生成与骨质吸收平衡作用机制的最新研究进展进行阐述。     

骨靶向治疗研究进展

骨骼不仅是生物体重要的力学支持器官,也是机体的钙磷库,对维持体内钙磷的稳定发挥重要作用。骨组织里包含三种不同类型的细胞,即成骨细胞、破骨细胞和骨细胞,骨重建是维持成年期骨代谢和力学功能的重要机制,需要成骨细胞诱导的骨形成作用和破骨细胞诱导的骨吸收间的动态平衡来实现。任何一方数量或功能的变化必然破坏骨代谢的动态平衡,影响骨代谢,严重时可引起骨质疏松、佩吉特病、转移性骨肿瘤等疾病。骨骼相关疾病已经成为严重威胁我国居民健康的慢性病之一,是影响国家经济、社会发展的重大公共卫生问题。常规的给药方式难于将药物理想递送,"骨靶向"概念的提出,为骨骼相关疾病的治疗提供了新思路与新方法。靶向递送不仅提高药物利用率,还能减轻药物毒副作用。根据靶向目标不同将骨骼靶向药物递送系统分为两种,一种是靶向整个骨组织的药物或载体,如四环素类、双膦酸盐类、仿生蛋白类及放射性药物类;另一种是靶向骨组织里的细胞,如靶向成骨细胞、破骨细胞、骨细胞及干细胞。本文将对此方面的研究进展进行综述。     

肠道微生物与骨病的研究进展

人体肠道微生物菌群基因数量超过人体基因数量的100倍,被称为"人体第二基因库",这些基因赋予各种细菌不同的功能,产生极其复杂多样的代谢产物,对于调节人体消化、免疫、内分泌、乃至神经系统等功能具有重要作用。而处于稳态的肠道微生物不但能依附于肠黏膜表面形成保护屏障,阻止致病菌的生长、繁殖和入侵,还能通过黏膜系统促进免疫系统成熟,有助于机体有效抵抗病原微生物的感染。如果肠道菌群平衡被打破,那么宿主患各种疾病的风险就会随之升高。宿主健康与否会导致肠道微生物发生变化,进而通过间接刺激或抑制成骨细胞和激活破骨细胞而打破骨矿化平衡,影响骨健康。除此之外,它们还可以通过维持免疫系统稳态参与调控骨代谢,通过影响生长因子调节、营养物质吸收和宿主代谢通路等参与骨质疏松症、类风湿性关节炎和强直性脊柱炎等相关骨病的发生。目前关于肠道微生物菌群与骨病的研究较少,且多集中于菌群差异性对骨病的影响,而肠道菌群影响骨病的分子机制亟待进一步研究。本文就近年来国内外对肠道微生物与骨病关系的研究进展进行综述。     

骨吸收机制的探讨

调节骨代谢的因素很多，如激素，生长因子，血液及营养等，其作用主要是通过两种细胞，即成骨细胞和破骨细胞来实现。成骨细胞主要参与骨骼形成及生长，破骨细胞主要与骨吸收有关，但它们的作用又相互依赖不可分割。本文从分子角度分析骨吸收过程，以探讨骨吸收的可能机制。     

骨免疫学研究进展

骨重塑主要通过成骨细胞和破骨细胞之间相互作用而进行,其中RANKL-RANK-OPG系统在骨吸收和骨形成的耦联中起着关键作用。巨噬细胞集落刺激因子与其受体结合对破骨细胞发展是必须的。近年发现,成骨细胞还可与破骨细胞直接通过ephrin-Eph途径双向促进骨形成。免疫细胞和骨细胞共同起源于骨髓,从起始、成熟到活化,存在着相互影响。免疫细胞和骨细胞间通过许多细胞因子及其受体相互作用,调节骨代谢平衡,存在共同的骨代谢转录因子和信号转导途径。脂肪因子作为骨骼、免疫、脂肪系统的共同交叉机制,通过影响免疫细胞、成骨细胞或破骨细胞,进一步影响骨重塑方向。越来越多研究证实,骨免疫参予许多骨科疾病的发生与发展,揭示免疫系统对骨代谢的重要调节作用,有助于有效地预防和治疗骨科相关疾病。     

基于肠-骨轴探讨肠道菌群对骨代谢影响的研究进展

肠道菌群被称为人体第二大基因库,在骨稳态中发挥着极其重要的作用,这也被越来越多的研究所证实。虽然骨重建的自然生理过程与骨吸收的发病机制已经比较清楚,但肠道菌群与骨代谢的关系仍未完全明确。肠-骨轴一词可被用来概括肠道微生物调控骨代谢的途径。根据现有研究,肠道菌群调节骨代谢的机制主要从菌群及营养物质代谢产物、免疫调节、肠粘膜屏障、内分泌调节等几个方面进行论述。笔者旨在通过总结肠道菌群对骨代谢影响的研究进展,为基于肠道菌群治疗部分骨科疾病提供理论参考。     

机械应力、骨细胞凋亡和骨重建

骨细胞是骨中数量最丰富的细胞,有诸多重要作用。其作为骨组织的机械应力感受细胞,将机械载荷转化为体内生化反应过程,如细胞凋亡,同时产生一些调节成骨细胞和破骨细胞活性的因子和激素,共同参与骨组织的重建。骨细胞凋亡是一些骨代谢疾病的发病机制,可导致骨组织缺失或障碍性。本文简述了外界机械应力通过对成骨细胞和破骨细胞活性的调节,并刺激机体产生激素调节骨细胞凋亡,从而影响骨塑型和骨重建。通过机械应力对骨细胞凋亡调节的研究,为预防、治疗、诊断骨代谢疾病提供新的理论依据。