RANKL/RANK信号通路介导肿瘤骨转移机制的研究进展

恶性肿瘤骨转移可导致严重骨相关事件,引起晚期肿瘤患者的生存时间缩短和生活质量降低,核因子κB受体活化因子配体(Receptor activator of nuclear factor-κB ligand,RANKL)/核因子κB受体活化因子(Receptor activator of nuclear factor-κB,RANK)系统是调节肿瘤骨转移最重要的分子系统之一.RANKL/RANK信号通路除了在肿瘤诱导的骨质破坏中发挥作用外,也影响骨肿瘤形成和进展.本文对RANKL/RANK信号通路在肿瘤骨转移中的作用机制和相关应用进行综述,旨在为研发相关靶向药物提供契机.     

OPG/RANKL/RANK信号通路在骨巨细胞瘤发病机制中的作用

文题释义：OPG/RANKL/RANK 信号通路：是骨代谢中至关重要的一条信号通路,它是成骨细胞与破骨细胞之间相互作用的信号通道,同时也是骨巨细胞瘤影响骨代谢的主要途径。 骨巨细胞瘤(Giant cell tumor of bone,GCTB)：是常见的原发性骨肿瘤之一,其发病率占所有原发性骨肿瘤的4%-10%,多发生于20-40岁的青壮年患者,好发于股骨远端、胫骨近端或桡骨远端。骨巨细胞瘤组织学来源尚不清楚,一般认为起始于骨髓内间叶组织。该肿瘤具有较强的侵袭性,对骨质有较大的破坏和侵蚀作用,但很少有患者出现反应性新骨生成或是自愈倾向。 背景：研究表明,骨保护素/核因子κB受体活化因子配体/核因子κB受体活化因子(OPG/RANKL/RANK)信号通路与骨巨细胞瘤发病机制之间有一定的相关性,通过控制OPG/RANKL/RANK信号通路影响成骨细胞与破骨细胞之间相互作用,对该病起到一定的治疗作用。 目的：介绍 OPG/RANKL/RANK信号通路与骨巨细胞瘤发病机制的关系,总结并讨论OPG/RANKL/RANK信号通路在骨巨细胞瘤发病机制中的最新研究进展。 方法：检索 PubMed 数据库、Web of science数据库及万方数据库中2001至2019年相关文献,检索词分别为“OPG/RANKL/RANK,giant cell tumor of bone,pathogenesis,signal pathway, bone metabolism,OPG/RANK/RANKL,骨巨细胞瘤,发病机制,信号通路,骨代谢”。排除较陈旧及重复的文献,通过整理,共纳入53篇文献进行分析探讨。 结果与结论：①骨保护素抑制破骨细胞增殖及分化,降低成熟破骨细胞活性,阻断核因子κB受体活化因子配体与核因子κB受体活化因子结合,减缓破骨;②核因子κB受体活化因子配体与破骨细胞前体细胞表面的核因子κB受体活化因子结合,促进破骨细胞前体细胞分化,增殖,进而加速破骨;③核因子κB受体活化因子配体与其受体结合后,激活核因子κB等信号因子促进破骨细胞的增殖、分化并激活破骨细胞,同时调节相关基因的转录及表达;④OPG/RANK/RANKL与骨巨细胞瘤发病机制相关。 ORCID: 0000-0002-2756-4848(梁晨亮) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程     

RANK/RANKL/OPG系统与肿瘤

胞核因子κB受体活化因子/细胞核因子κB受体活化因子配体/骨保护因子(RANK/RANKL/OPG)系统在破骨细胞的活化、发育、成熟过程中起关键性作用,近年研究发现该系统也广泛参与骨肿瘤发生、肿瘤骨转移、细胞凋亡,这些研究为相关疾病的治疗提供了新的思路和方法,如重组OPG和人类RANKL单克隆抗体AMG-162的应用。     

重组核因子κB活化因子受体蛋白对破骨细胞活性的抑制作用

背景:核因子κB活化因子受体直接参与破骨细胞的活性及功能调节,在骨吸收类疾病发病中具有重要意义。通过基因工程得到的可溶性核因子κB活化因子受体蛋白可能为防治骨质疏松等骨吸收类疾病提供了新的有效手段。目的:观察重组重组核因子κB活化因子受体蛋白对体外培养破骨细胞活化、吸收活性的影响。方法:取新生24h内SD大鼠胎鼠的四肢长骨,机械分离获得破骨细胞,采用不同浓度重组重组核因子κB活化因子受体蛋白干预后,行抗酒石酸酸性磷酸酶染色及骨吸收陷窝甲苯胺蓝染色,观察其对破骨细胞的生长情况。结果与结论:重组核因子κB活化因子受体蛋白对破骨细胞作用3d后,破骨细胞数量明显减少,以10-4mol/L重组核因子κB活化因子受体蛋白最为显著。核因子κB活化因子受体蛋白作用9d时,骨片吸收陷窝数明显减少。由此认为,在体外重组核因子κB活化因子受体蛋白可以有效抑制破骨细胞活化及骨吸收活性。     

人破骨细胞分化中重组结核杆菌热休克蛋白10的影响

背景:体外小鼠颅盖骨实验已证实了其结核杆菌热休克蛋白10的破骨效应。目的:在诱导破骨细胞分化的体外细胞培养系统中,研究重组结核杆菌热休克蛋白10对破骨细胞分化的影响及相关机制。方法:选用人巨噬细胞集落刺激因子依赖性附着性血液单个核细胞,实验分为:核因子κB受体活化因子配体+重组结核杆菌热休克蛋白10组、核因子κB受体活化因子配体组、重组结核杆菌热休克蛋白10组(1 mg/L)、阴性对照组(完全培养基),核因子κB受体活化因子配体+重组结核杆菌热休克蛋白10组、重组结核杆菌热休克蛋白10组中重组结核杆菌热休克蛋白10质量浓度为1 mg/L,在含有巨噬细胞集落刺激因子的a-MEM培养液重悬单核细胞,各组培养7,14,21 d后,观察所形成的抗酒石酸酸性磷酸酶阳性染色多核细胞的形态、数目、骨吸收面积;各组NFATc1、c-Fos基因及蛋白表达情况。结果与结论:阴性对照组无抗酒石酸酸性磷酸酶阳性多核破骨细胞分化生成,其余各组均有抗酒石酸酸性磷酸酶阳性多核破骨细胞分化生成,并在小牛骨磨片上形成吸收陷窝;重组结核杆菌热休克蛋白10组形成的破骨细胞分化细胞数目、吸收陷窝数目及陷窝面积显著低于核因子κB受体活化因子配体+重组结核杆菌热休克蛋白10组;阴性对照组NFATc1、c-Fos基因表达水平显著低于核因子κB受体活化因子配体+重组结核杆菌热休克蛋白10组和重组结核杆菌热休克蛋白10组,而重组结核杆菌热休克蛋白10组表达NFATc1、c-Fos蛋白,显著低于核因子κB受体活化因子配体+重组结核杆菌热休克蛋白10组。提示结核杆菌热休克蛋白10参与破骨细胞分化的形成,可能与诱导相关基因NFATc1、c-Fos表达上调有关。     

补肾接骨中药对骨折修复的成骨作用及机制

背景:骨折愈合是成骨细胞与破骨细胞耦联相互作用相互影响促进骨质生长的过程,其中成骨细胞介导骨的形成,破骨细胞介导骨吸收,使骨重建处于一种动态平衡中,于动态平衡环境中促进骨生长,而目前研究多数倾向于单独的成骨或者破骨机制,但会忽略这两种细胞共同存在的环境下相互作用机制。目的:观察补肾接骨中药对成骨与破骨细胞耦联中骨护骨素-核因子κB受体激活剂的配基-核因κB受体活化因子的影响及其在骨折治疗中的作用机制。方法:分离小鼠成骨、破骨细胞并体外细胞培养,建立小鼠"成骨-破骨细胞共育系"作为研究平台,补肾接骨中药1.25,2.5,6.25 g/(kg?d)灌胃,空白对照组给予同等体积的生理盐水灌胃,每日1次,连续7 d。结果与结论:共育培养24 h后,成骨细胞内碱性磷酸酶水平明显高于单纯培养的成骨细胞(P0.05)。实时PCR检测显示,共育体系细胞中碱性磷酸酶、Runx2及骨护骨素表达增加(P0.05),呈剂量依赖性(P0.05)。Western-blot检测显示,高浓度[6.25 g/(kg?d)]中药能明显促进骨护骨素、核因子κB受体激活剂的配基的表达,抑制核因子κB受体活化因子蛋白表达(P0.05)。结果证实,补肾接骨中药可动态调节骨护骨素-核因子κB受体激活剂的配基-核因子κB受体活化因子信号通路,对促进骨组织重建与恢复有着积极的作用。     

MM癌干细胞的生物学特性及靶向治疗策略

多发性骨髓瘤(MM)是浆细胞的恶性肿瘤,几乎100%患者发生复发,迄今,仍是不可治愈的疾病。近来研究表明MM癌干细胞(CSC)的存在是导致其耐药和复发的根源,研究发现MM CSC具有自我更新、分化及较强的侵袭性、耐药性及致瘤性等特性。针对CSC分子靶向治疗已成为肿瘤治疗的新的关注点。目前MM CSC的靶向策略主要有靶向信号通路、耐药分子、CD分子、HLA-I分子、IL-6分子、核转录因子-κB以及端粒酶等,本文就MM CSC的生物学特性及其靶向治疗策略综述如下。     

RANKL/OPG系统与类风湿性关节炎

骨质重建是骨吸收和骨形成的动态平衡过程,破骨细胞是骨吸收的效应细胞。类风湿性关节炎(RA)致残的主要原因是关节软骨及骨的破坏,破骨细胞(OC)在RA骨破坏的病理过程中起关键作用。核因子-κB受体活化因子配体(RANKL)／护骨素(OPG)系统对破骨细胞生成起决定作用,也是治疗RA的新靶点。     

绝经妇女外周血单个核细胞骨代谢调控因子表达变化

目的:探讨绝经妇女雌激素水平下降所致免疫细胞骨代谢调控因子变化。方法:纳入绝经妇女、未绝经妇女各30例,电化学发光法检测血清雌二醇(E2)水平;RT-PCR法检测外周血单个核细胞(PBMC)中雌激素受体(ERα、ERβ)、白细胞IL-6、TNFα-。核因子κB受体活化因子配基(RANKL)、核因子κB受体活化因子(RANK)mRNA表达;ELISA检测血清IL-6、TNFα-蛋白含量;双能X线骨密度仪检测腰椎2~4(L2-4)前后位骨密度(BMD)。结果:与未绝经组比较,绝经妇女E2水平明显下降,腰椎BMD显著降低(P<0.05),外周血单个核细胞ERα、ERβmRNA表达明显降低(P<0.05),IL-6、TNFα-、RANKL、RANKmRNA表达明显升高(P<0.05),IL-6及TNFα-血清蛋白含量明显升高(P<0.05)。相关性分析显示PBMC中ERα、ERβmRNA表达与血清E2水平、腰椎BMD呈显著正相关性(P<0.05),PBMC中IL-6、TNFα-、RANKL、RANKmRNA表达与血清E2水平、腰椎BMD呈显著负相关性(P<0.05)。结论:绝经后妇女雌激素水平下降伴随着外周血免疫细胞雌激素受体转录水平下降,同时,炎性骨吸收调控因子和溶骨性细胞因子表达升高,这种变化可能在绝经后骨丢失中发挥重要作用。     

重组结核杆菌热休克蛋白10对人成骨细胞增殖及骨代谢的调节

背景:结核杆菌热休克蛋白10是引起骨结核骨质溶解和吸收主要因素之一,抑制成骨细胞的增殖。核因子κB受体活化因子配体及骨保护素是影响骨代谢的重要指标。目的:观察重组结核杆菌热休克蛋白10对人成骨细胞增殖、碱性磷酸酶活性和核因子κB受体活化因子配体mRNA及骨保护素mRNA表达的影响。方法:将人骨髓基质干细胞定向诱导分化筛选为成骨细胞,取第3代细胞,用含质量浓度为0.1,1,10 mg/L的重组结核杆菌热休克蛋白10培养液培养,对照组成骨细胞正常培养。结果与结论:MTT实验结果显示,与对照组相比,不同质量浓度重组结核杆菌热休克蛋白10抑制成骨细胞增殖和碱性磷酸酶活性(P0.05)。RT-PCR实验显示,与对照组相比,不同质量浓度的重组结核杆菌热休克蛋白10均增加成骨细胞中核因子κB受体活化因子配体mRNA表达(P0.01),降低护骨素mRNA表达(P0.01),均呈剂量依赖性,质量浓度10 mg/L的重组结核杆菌热休克蛋白10作用最明显(P0.01)。结果证实,重组结核杆菌热休克蛋白10抑制成骨细胞增殖和碱性磷酸酶活性,通过调节核因子κB受体活化因子配体mRNA及骨保护素mRNA表达而影响骨代谢。