RANK/PANKL/OPG系统与人工关节无菌性松动

人工关节置换术是临床上治疗各种终末期关节疾病最常用的有效方法,但人工关节无菌性松动常影响其远期疗效.目前多数学者认为人工关节周围破骨细胞介导的骨吸收,是导致人工关节松动的主要因为.近年许多研究表明核因子-κB受体活化因子(RANK)/RANK配体(RANKL)/骨保护素(OPG)系统与人工关节无菌性松动有密切关系,在体...     

OPG/RANKL/RANK系统与转移性骨肿瘤

OPG、RANKL、RANK是破骨细胞分化、成熟过程中最重要的分子,OPG/RANKL/RANK系统在肿瘤骨转移过程中具有重要作用.肿瘤细胞可通过扰乱OPG/RANKL/RANK系统原有的平衡状态使破骨细胞异常激活,导致肿瘤骨转移部位溶骨性破坏.尽管成骨性破坏并非前列腺癌细胞直接干扰OPG/RANKL/RANK系统的结果,但局部破骨细胞激活导致的骨质破坏仍是肿瘤转移并形成成骨性破坏的必要条件.OPG可与TRAIL结合而抑制其对肿瘤细胞及肿瘤血管内皮细胞的凋亡诱导活性,促进肿瘤细胞生长及转移.通过检测和干预OPG/RANKL/RANK系统,可早期发现并有效控制肿瘤骨转移.     

OPG/RANKL/RANK系统与软骨及软骨下骨

OPG/RANKL/RANK系统在调节骨代谢和骨重塑方面具有重要作用。成骨细胞表达的核因子-κB受体活化因子配体(RANKL)与破骨细胞表面的核因子-κB受体活化因子(RANK)结合促进破骨细胞分化成熟,骨保护素(OPG)则结合RANKL而抑制这一功能。研究表明,OPG/RANKL/RANK系统在软骨及软骨下骨内也有表达,可能成为类风湿关节炎及骨关节炎的治疗靶点。该文就OPG/RANKL/RANK系统在软骨及软骨下骨内表达及其作用研究进展作一综述。     

OPG/RANKL/RANK系统的研究进展

OPG/RANKL/RANK系统是近年来发现的介导成骨细胞和破骨细胞的相互作用的细胞因子 ,在各种骨代谢性疾病中 ,尤其是骨质疏松的发生中起重要作用。     

RANK、RANKL与人工关节磨损颗粒诱导骨溶解

人工关节磨损颗粒诱导的骨溶解是人工关节置换术后无菌性松动的最主要原因.人工关节各个部件相互摩擦产生的磨损颗粒经体内巨噬细胞反复吞噬、刺激产生多种细胞因子和炎症介质.磨损颗粒与巨噬细胞相互作用产生的促炎症反应使破骨细胞过度生成和激活,人工关节周围正常骨质被吸收破坏,最终形成骨溶解和无菌性松动.研究证实,细胞核因子κB活化因子受体(RANK)及其配体(RANKL)在骨溶解中起重要作用.该文就RANK、RANKL结构,生物学功能及其与磨损颗粒诱导骨溶解的关系等近期研究进展作一综述.     

OPG/RANK/RANKL系统和骨质疏松

骨质疏松症是老年人的常见病，且患病人数逐年增加。近年来，研究发现OPG/RANK/RANKL系统在阐明骨质疏松症发生机制方面具有重要意义，特别是RANKL/OPG比率的改变可以直接影响破骨细胞的发育，从而影响骨代谢。一些激素或细胞因子，如：糖皮质激素、IL—11、FFH、PGE2能拮抗OPG的产生，刺激RANKL的合成，引起破骨细胞的发育，产生破骨效应；另一些激素或细胞因子，如：雌激素、IL—1、IL-6、TNF能促进OPG的合成，抑制破骨细胞的发育，阻滞骨吸收。这些激素与细胞因子几乎都是通过OPG／RANK/RANKL系统参与骨代谢的调控作用。     

RANKL/RANK/OPG/NF-κB系统的药物调节对假体周围骨溶解的抑制作用

人工关节置换术后假体周围骨溶解是关节寿命的主要限制因素,最终导致假体失败.其核心问题是无菌炎症性骨溶解.近年来,许多学者对参与该过程的细胞因子进行深入研究,主要包括炎症因子、趋化因子、促破骨细胞分化因子、血管形成因子、集落刺激因子,它们相互作用,最终通过破骨细胞的分化和成熟造成骨质吸收和溶解.其中RANKL/RANK/OPG/NF-κB系统在炎症性骨溶解和破骨细胞分化成熟过程中扮演关键的角色.     

维持性血液透析患者血清骨保护素与肾性骨营养不良的关系

骨保护素（OPG）是近年来在肿瘤坏死因子受体超家族中发现的一种具有调控破骨细胞产生和活化作用的生物活性物质。它与核因子κB活化子受体配体（RANKL,亦称骨保护素配体OPGL）和核因子κB活化子受体（RANK）组成的分子调控系统是体内维持骨代谢平衡的重要分子机制。在正常的骨转化中成骨细胞表面表达RANKL．它与破骨细胞前体或破骨细胞表面的RANK结合后启动了信号转导，使破骨细胞增殖和活化．溶骨活动增强。同时成骨细胞分泌OPG，它与RANK竞争性的抑制RANKL使溶骨作用不致过度强烈。     

骨碎补通过骨髓间充质干细胞调节RANKL/OPG抑制破骨细胞的实验研究

目的　研究骨碎补对绝经后骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)RANKL/OPG及破骨细胞分化成熟的影响并探查其可能的作用机制。方法 实验大鼠去双侧卵巢造模,分为实验组（OVXDF,造模+骨碎补水煎液灌胃）、模型组（OVX,造模+0.9%生理盐水灌胃）、假手术组（SHAM,假手术+0.9%生理盐水灌胃）,造模成功后提取BMSCs,将BMSCs和骨髓单核细胞共培养于Transwell小室的上室和下室,分为实验组+破骨细胞（OVXDF+OC）、模型组+破骨细胞（OVX+OC）、假手术组+破骨细胞（SHAM+OC）。下室加入破骨细胞诱导剂,倒置相差显微镜观察破骨细胞的分化成熟情况并计数,酶联免疫吸附剂测定（ELISA）检测下室培养液中骨保护素(osteoprotegerin,OPG)、RANKL的含量,并计算RANKL/OPG,实时荧光定量PCR和蛋白质印迹法(Western blot)检测BMSCs中Wnt10b、β-catenin、RANKL、OPG mRAN及蛋白表达并计算RANKL/OPG。结果 在共培养系统中,与去卵巢灌胃大鼠BMSCs共培养的破骨细胞（OVXDF+OC）数量较单纯模型组+破骨细胞（OVX+OC）明显减少（P＜0.05）。下室培养液OPG含量及共培养BMSCs中Wnt10b、β-catenin、OPG mRAN及蛋白表达模型组+破骨细胞（OVX+OC）最低,RANKL及RANKL/OPG最高,经骨碎补灌胃后（OVXDF+OC）培养液中OPG含量及BMSCs细胞中Wnt10b、β-catenin、OPG mRAN及蛋白表达明显升高,培养液及BMSCs细胞中RANKL及RANKL/OPG明显降低（P＜0.05）。结论 骨碎补可调节BMSCs细胞OPG、RANKL的表达,激活OPG/RANKL/RANK信号通路抑制破骨细胞的分化和成熟,此作用可能与BMSCs的Wnt/β-catenin信号通路的激活有关。     

破骨细胞分化成熟因子及其信号转导通路

破骨细胞从起源发育至成熟,再经活化发挥吸收作用是一个复杂的多级调控过程,始终都受到一系列细胞因子的影响。有些细胞因子对破骨细胞的成熟分化起促进作用,如:RANKL、TNF-α、IL-1、IL-6、1,25-(OH)2D3、PTH、M-CSF等,其中RANKL和M-CSF是破骨细胞形成和分化过程中的两个必需的因子;有些因子起抑制作用,如:OPG、IL-4、IL-10、雌激素、降钙素、TGF-β等。OPG/RANK/RANKL系统在破骨细胞分化成熟过程中起着枢纽作用,大部分细胞因子都直接或间接地通过OPG/RANK/RANKL系统来发挥作用,其中还涉及到成骨细胞、破骨细胞、基质细胞等复杂的相互作用。介导破骨细胞分化成熟的各种细胞因子反应的信号传导路径主要包括MAPK、NF-kappaB、CN/NFAT等通路,全面地了解破骨细胞因子及其信号传导通路,将有助于临床更好地分析各种骨代谢性疾病的病因及发病机制,进而为治疗提供理论依据。     

补肾抗风湿方药对CIA大鼠骨组织RANKL/RANK/OPG系统的影响

目的:观察补肾抗风湿方药寒痹康汤对CIA大鼠骨组织RANKL/RANK/OPG系统的影响,揭示其抗类风湿关节炎骨质侵蚀的作用机制。方法:采用弗氏不完全佐剂乳化的牛Ⅱ型胶原蛋白诱导CIA大鼠模型,将60只Wistar大鼠随机分为正常对照组,模型对照组,甲氨蝶呤组,寒痹康汤高、中、低剂量组,以甲氨蝶呤组为对照,观察不同剂量寒痹康汤对CIA大鼠骨组织RANKL、RANK和OPG表达水平的影响。结果:与正常对照组比较,模型对照组大鼠骨组织的RANKL m RNA、RANK m RNA、RANKL蛋白、RANK蛋白的表达升高,OPG m RNA、OPG蛋白的表达下降(P0.01);与模型对照组比较,寒痹康汤各剂量组和甲氨蝶呤组的RANKL m RNA、RANK m RNA、RANKL蛋白、RANK蛋白的表达均有不同程度的下降,OPG m RNA、OPG蛋白的表达均有不同程度的升高(P0.01或P0.05),其中以寒痹康汤高剂量组最明显;寒痹康汤高剂量组与甲氨蝶呤组比较,差异无统计学意义(P0.05)。结论:寒痹康汤能抑制CIA大鼠的关节炎严重度,提高骨组织中OPG蛋白和基因表达,抑制RANKL和RANK的蛋白和基因表达,提示其具有抗类风湿关节炎骨质侵蚀的作用,机制可能与调控OPG/RANKL/RANK破骨细胞分化调节信号传导系统有关。     

RANK/RANKL/OPG系统在骨髓瘤骨病中的作用

多发性骨髓瘤骨病以进行性骨质破坏为主要特征,主要原因是破骨细胞大量生成和激活.核因子κB受体活化因子(RANK)及其配体(RANKL)、骨保护蛋白(OPG)是调节破骨细胞功能和活性的关键性调节因子,在骨髓瘤引起的骨质破坏中发挥重要作用.研究表明骨髓瘤患者局部RANKL/OPG比例增高可能是引起骨吸收的关键因素.临床前研究表明使用重组OPG或RANK可以抑制破骨形成,减少骨吸收,改变骨髓微环境,预防骨髓瘤骨病的形成,间接抑制骨髓瘤的发展.     

从脾肾论治骨质疏松症的OPG/RANK/RANKL信号调控机制

中医处方遣药传承"辨证论治"之道,强调机体的整体性和时空性,但往往缺乏客观的分子生物学依据解释其作用机理;OPG/RANK/RANKL系统是骨代谢史上里程碑式的发现,对骨质疏松的中医药防治及研究开创新的纪元,从脾肾论治的效应最终可通过该系统对骨代谢调控的微观信息来表达,可以说OPG/RANKL/RANK系统是广大学者热衷于探究中药机理的切入点和共通点。基于此,本文就骨质疏松症的病因病机及治则方药结合OPG/RANK/RANKL系统对骨代谢的调控机制做一综述,旨在为原发性骨质疏松症的中医药防治提供客观的分子生物学依据。     

OPG/RANKL/RANK信号通路在运动与骨免疫学中的研究进展

自Arron在Nature上首次提出“骨免疫学”的概念以来,关于免疫系统与骨骼系统的研究逐渐成为国内外学者研究的热点。在骨免疫学研究中,OPG/RANKL/RANK信号通路作为免疫系统参与骨代谢调节的主要通路一直备受关注。当机体运动时,运动所产生的机械应力以及运动诱导的免疫功能变化均能通过OPG/RANKL/RANK信号通路影响骨代谢。适宜的运动能上调OPG基因表达,抑制RANKL分泌及其基因表达,促进IL -2、IL-18、IFN等保护性免疫细胞因子的分泌,有助于骨形成, 使骨代谢趋向正平衡。而长时间大强度运动以及过度训练则上调RANKL基因表达,下调OPG基因表达,促使破骨细胞活性增强,同时又诱导IL-6、TNF、IL-17等炎症性细胞因子分泌增多,间接促进骨吸收,使骨代谢趋向负平衡。为了更深人地了解运动、免疫以及骨代谢之间的关系,本文综述了国内外关于运动、免疫与骨代谢的报道,旨在探讨运动对骨代谢及OPG/ RANKL/RANK信号通路的调节机制以及运动应激下免疫细胞因子对OPG/RANKL/RANK信号通路的影响,为运动与骨免疫 学的研究及骨代谢疾病的预防提供理论基础。     

高转换型肾性骨病中骨保护素及其配体的表达和形态计量学观察

目的 观察高转换型肾性骨病中骨保护素及其配体 (OPG，RANKL)的表达，并与骨形态计量学指标进行相关分析。 方法 选择10例慢性肾衰尿毒症患者和3例正常人进行髂骨活检术，获得骨组织标本。采用免疫组化方法检测OPG和RANKL蛋白质的表达。采用全自动图像分析系统进行骨组织形态计量学测定。结果 10例慢性肾衰尿毒症患者经骨病理学检查证实均为高转换型骨病，以破骨细胞活化形成骨吸收陷窝伴或不伴骨矿化不全为特点。免疫组化显示尿毒症患者骨组织中以RANKL阳性表达为主。与正常对照相比，RANKL阳性表达细胞数目显著增加，OPG阳性表达细胞数目显著减少。尿毒症患者RANKL的阳性表达细胞数目与骨吸收面积和破骨细胞数目呈显著正相关。结论 高转换型肾性骨病中，PTH的溶骨作用可能是通过OPG/RANKL/RANK系统介导的。     

RANKL/RANK/OPG信号通路参与调控磷酸三钙磨损颗粒诱导假体周围骨溶解的研究

目的探讨RANKL/RANK/OPG信号通路在磷酸三钙磨损颗粒诱导假体周围骨溶解中的作用。方法将30只小鼠随机分为假手术组、模型组和OPG组,制备小鼠颅骨溶解模型,OPG组于术后第2天在颅顶局部注射骨保护素(osteoprotegerin,OPG)(3 mg/kg),每隔2 d 1次;假手术组和模型组给予等量生理盐水,共2周。测定破骨细胞数和骨溶解面积,检测白细胞介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)、白细胞介素-6(Interleukin-6,IL-6)和肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factorα,TNF-α)、OPG、NF-kappa B的受体激活因子(receptor activator of nuclear factor-κB,RANK)和RANK配体(receptor activator of nuclear factor-κB ligand,RANKL)的水平。结果与假手术组比较,模型组小鼠颅骨破骨细胞数、骨溶解面积均增加,IL-1β、IL-6和TNF-α水平均增加,RANKL和RANK mRNA的相对表达量均增加,OPG mRNA的相对表达量降低(P0.05);与模型组比较,OPG组小鼠颅骨破骨细胞数和骨溶解面积减少,IL-1β、IL-6和TNF-α水平减少,RANKL和RANK mRNA的相对表达量均降低,OPG mRNA的相对表达量增加(P0.05)。结论 RANKL/RANK/OPG信号通路参与调控磷酸三钙磨损颗粒诱导假体周围骨溶解,通过给予外源性OPG能显著抑制磷酸三钙磨损颗粒诱导的骨溶解。     

骨碎补经骨髓间充质干细胞调节OPG/RANKL/RANK通路抑制破骨细胞的实验研究

目的研究骨碎补作用绝经后骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)调节OPG/RANKL/RANK通路及对破骨细胞分化成熟的影响并探讨其可能的作用机制。方法实验大鼠去双侧卵巢造模,分为实验组(OVXDF,造模+骨碎补水煎液灌胃)、模型组(OVX,造模+0.9%生理盐水灌胃)、假手术组(SHAM,假手术+0.9%生理盐水灌胃),造模成功后提取BMSCs,将BMSCs和骨髓单核细胞共培养于Transwell小室的上室和下室,分为实验组+破骨细胞(OVXDF+OC)、模型组+破骨细胞(OVX+OC)、假手术组+破骨细胞(SHAM+OC)。下室加入破骨细胞诱导剂,倒置相差显微镜观察破骨细胞的分化成熟情况并计数,酶联免疫吸附剂测定(ELISA)检测下室培养液中骨保护素(osteoprotegerin,OPG)、RANKL的含量,实时荧光定量PCR和蛋白质印迹法(Western blot)检测BMSCs中Wnt10b、β-catenin、RANKL、OPG mRAN及蛋白表达并计算RANKL/OPG。结果在共培养系统中,与去卵巢灌胃大鼠BMSCs共培养的破骨细胞(OVXDF+OC)数量较单纯模型组+破骨细胞(OVX+OC)明显减少(P0.05)。下室培养液OPG含量及共培养BMSCs中Wnt10b、β-catenin、OPG mRAN及蛋白表达模型组+破骨细胞(OVX+OC)最低,RANKL及RANKL/OPG最高,经骨碎补灌胃后(OVXDF+OC)培养液中OPG含量及BMSCs细胞中Wnt10b、β-catenin、OPG mRAN及蛋白表达明显升高,培养液及BMSCs细胞中RANKL及RANKL/OPG明显降低(P0.05)。结论骨碎补可调节BMSCs细胞OPG、RANKL的表达,激活OPG/RANKL/RANK信号通路抑制破骨细胞的分化和成熟,此作用可能与BMSCs的Wnt/β-catenin信号通路的激活有关。     

骨质疏松症大鼠模型生物力学性能和OPG/RANKL/RANK信号通路研究

摘要：目的 研究针刺对骨质疏松症（osteoporosis，OP）模型大鼠生物力学性能和骨保护素（OPG）/核因子-κB受体活化因子（RANKL） /核因子-κB受体活化因子受体（RANK）信号通路的影响，探讨针刺防治OP的作用机制。方法 选取50只雌性SD大鼠，通过摘除卵巢建立OP大鼠模型，分为假手术组、模型组、针刺低剂量组、针刺高剂量组、阿仑膦酸钠组，每组10只。成功建立模型并对大鼠进行适应性喂养2个月后，连续灌胃给药12周，再进行腹主动脉取血并处死大鼠。通过双能X射线仪测定各组大鼠右侧下肢股骨骨矿含量；用酶联免疫吸附法测定法检测血清钙（Ca2+）、磷（P）和OPG、RANKL、RANK的水平；采用AG-IX万能实验机检测股骨的生物力学性能；采用蛋白质印迹法检测骨组织OPG、RANKL、RANK蛋白的表达。结果 与假手术组比较，模型组大鼠骨组织中骨矿含量、血清Ca2+、P、OPG的表达、股骨组织中OPG蛋白含量和股骨最大载荷、刚度及弹性模量均明显降低（P＜0.01）；血清RANKL和RANK的表达及股骨组织中RANKL、RANK蛋白含量明显升高（P＜0.01）。与模型组比较，针刺低剂量组和针刺高剂量组以及阿仑膦酸钠组上述指标均有明显改善（P<0.05或P<0.01），且针刺的作用具有剂量依赖性（P<0.05或P<0.01）。结论 针刺具有明显的抗OP作用，可能与其改善骨组织生物力学特性以及调控OPG/RANKL/RANK通路有关。     

骨重建过程中降钙素基因相关肽与RANK/RANKL/OPG作用机制的研究进展

目的总结骨重建过程中降钙素基因相关肽(calcitonin gene-related peptide,CGRP)与核因子κB受体活化因子(receptor activator of nuclear factorκB,RANK)/核因子κB受体活化因子配体(receptor activator of nuclear factorκB ligand,RANKL)/骨保护蛋白(osteoprotegerin,OPG)信号系统作用机制的研究进展,为进一步研究骨相关疾病的预防及治疗提供理论依据。方法广泛查阅国内外近年来骨重建过程中CGRP与RANK/RANKL/OPG信号系统相关文献,并加以分析总结。结果骨重建过程中,CGRP与RANK/RANKL/OPG信号系统发挥着重要调控作用。结论目前对于骨重建过程中CGRP与RANK/RANKL/OPG信号系统的作用机制研究仍不够深入,需进一步研究二者在骨重建过程中的具体作用方式、相互联系,明确作用机制,为临床上骨相关疾病的治疗带来新思路、新方法。     

植骨气囊在人工关节松动动物模型实验研究中的应用

目的建立一种人工关节无菌性松动的实验动物模型并且定量评价磨损颗粒诱导的骨溶解。方法在8-10周大的近交系BALB/c小鼠背部注射无菌空气形成气囊，后将近交系小鼠颅骨植入气囊。实验组小鼠气囊内注入聚乙烯磨损颗粒，对照组气囊内注入生理盐水，植骨后14d处死小鼠，取出气囊组织和颅骨骨片进行炎性因子（IT-1、TNF、VEGF）和破骨细胞激活相关基因（RANK/RANKL）的分子生物学检测。结果聚乙烯颗粒刺激组气囊炎性反应较对照组明显，炎性细胞渗出增多，气囊囊壁变厚；在颗粒刺激组的囊壁和骨组织界面上可以观察到大量抗酒石酸酸性磷酸酶染色（TRAP）阳性的破骨细胞，HE染色可见骨表明有明显的点状侵蚀，图像软件分析显示两组间差异均有统计学意义（P〈0.05）。ELISA法和RT-PCR法分别测量囊壁组织内炎性因子IL-1，TNF，VEGF含量和RANK的mRNA含量，两组间的差异均有统计学意义（P〈0.05）。结论植骨气囊模型是一种经济、快速、有效的模拟人工关节松动病理过程的实验动物模型。