破骨细胞分化因子及其信号转导通路

破骨细胞负责骨吸收,来源于骨髓单核-巨噬细胞系,其分化需巨噬细胞发育必需集落刺激因子的参与。破骨细胞形成和分化过程中所必须的细胞间信号转导则由骨保护蛋189白(OPG)以及核因子-κB(NF-κB)受体活化因子(RANK)及其配体(RANKL)系统介导。RANKL-RANK-OPG信号转导通路在多种因子共同参与下,通过NF-κB、促丝裂原激活蛋白激酶和磷脂酰肌醇-3-激酶-蛋白激酶B等信号转导通路实现信号转导。肿瘤坏死因子-α可刺激成骨细胞产生粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子和白细胞介素(IL)-6等因子,诱使破骨细胞前体分化为破骨细胞。一氧化氮和雌激素影响破骨细胞前体的分化。整联蛋白-αvβ3在破骨细胞诱导酪氨酸磷酸化与富含脯氨酸的酪氨酸激酶2及非受体依赖型蛋白酪氨酸激酶Src家族中的衔接蛋白P130 Crk相关的底物蛋白激活中至关重要,使骨产生吸收作用。在破骨细胞及其前体中,转化生长因子-β受体、类固醇家庭受体、G-蛋白偶联受体、IL-1和非酪氨酸激酶细胞因子等对于破骨细胞功能的影响十分重要。     

葛根素对大鼠下颌骨骨髓源巨噬细胞破骨细胞向分化的影响

目的: 分析不同浓度的葛根素对于下颌骨骨髓源巨噬细胞（Bone marrow-derived macrophages,BMMs）破骨分化的影响。方法: 体外分离培养4周龄雌性大鼠下颌骨BMMs。通过CCK-8分析1 nmol/L、10 nmol/L、100 nmol/L、1 μmol/L、10 μmol/L和100 μmol/L葛根素对BMMs细胞活性的影响。使用RANKL诱导BMMs破骨分化的同时加入不同浓度葛根素,采用抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP）酶化学染色及q-PCR分析破骨细胞形成及破骨相关基因的改变。采用SPSS16.0软件包对数据进行统计学分析。结果: 1 nmol/L、10 nmol/L、100 nmol/L、1 μmol/L、10 μmol/L葛根素组与对照组活细胞数无显著差异,100 μmol/L组活细胞数较对照组降低（P<0.05）。RANKL可诱导BMMs形成多核破骨细胞。10 nmol/L、100 nmol/L及1 μmol/L葛根素组破骨细胞数目及破骨细胞面积均较对照组降低（P<0.05）。q-PCR分析发现,10 nmol/L、100 nmol/L及1 μmol/L葛根素组NFATc1、C-fos、TRAP及CTSK mRNA表达量均较对照组下降（P<0.05）。结论: 葛根素可抑制下颌骨BMMs破骨分化及相关基因表达,为葛根素应用于下颌骨骨质疏松症的预防与治疗提供了依据。     

大豆异黄酮对颌骨骨髓源巨噬细胞破骨细胞向分化的影响

目的:评价大豆异黄酮对大鼠下颌骨骨髓源巨噬细胞(mBMMs)破骨细胞向分化的影响.方法:采用CCK-8法检测mBMMs在100μmol/L、10 μmol/L、1μmol/L、100 nmol/L、10 nmol/L及1 nmol/LL大豆异黄酮作用下细胞活性的改变.通过RANKL刺激mBMMs破骨细胞向分化,利用TR...     

牙龈卟啉单胞菌脂多糖对骨髓来源的巨噬细胞和破骨细胞先天免疫反应的影响

目的探讨牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis,Pg)的致病因子脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)刺激巨噬细胞和破骨细胞后的免疫应答反应。方法获取C57BL/6小鼠骨髓单核细胞,利用条件培养基将其分别诱导为骨髓来源的巨噬细胞(bone marrow derived macrophages,BMM)和破骨细胞。实验分为空白对照组和实验组,空白对照组为不加Pg-LPS组,实验组采用Pg-LPS(10μg/ml)分别刺激BMM和破骨细胞,检测两种细胞表达Toll样受体2(Toll-like receptor-2,TLR-2)和TLR-4的mRNA水平、蛋白水平以及分泌炎症因子的情况,并观察Pg-LPS对BMM分化为破骨细胞过程的影响。结果小鼠骨髓单核细胞成功诱导为BMM及成熟的破骨细胞。在Pg-LPS的作用下,BMM组的TLR-2 mRNA水平(41.41±13.07)较空白对照组(1.03±0.31)显著上调(P<0.01),TLR-4 mRNA无明显改变;破骨细胞组的TLR-2 mRNA(2.24±0.23)和TLR-4 mRNA水平(4.83±1.07)均较空白对照组显著上调(P<0.05,P<0.01)。流式细胞术检测结果显示,BMM组的TLR-2蛋白表达显著上调(P<0.01),平均荧光强度空白对照组为39.85±5.27,实验组为221.57±13.13;破骨细胞组的TLR-2亦有显著增加(P<0.01):平均荧光强度空白对照组为83.31±2.69,实验组为108.65±6.32;两组细胞的TLR-4均无明显激活(P>0.05)。BMM和破骨细胞分泌的肿瘤坏死因子α和白细胞介素6水平均显著升高(P<0.01),其中破骨细胞的炎症因子增幅水平显著低于BMM(P<0.01)。此外,Pg-LPS显著抑制破骨细胞形成的数目及大小,面积百分比较对照组减少47%。结论Pg-LPS能激活BMM产生明显的免疫炎症反应,而破骨细胞对Pg-LPS的免疫应答较弱;Pg-LPS可抑制BMM分化为破骨细胞。     

CXC-型趋化因子4对单核巨噬细胞破骨向分化影响的实验研究

目的:研究CXC-型趋化因子4(CXCL4)对体外核因子κB受体活化因子配体(RANKL)诱导小鼠骨髓来源单核巨噬细胞(BMDM)向破骨细胞分化的影响。方法:无菌分离小鼠BMDM,使用50 ng/mL M-CSF以及不同浓度的CXCL4刺激细胞,CCK-8实验检测细胞增殖活性,Transwell迁移实验检测细胞的迁移能力。在M-CSF及RANKL均存在的前提下,以不同浓度的CXCL4作为干预因素,体外诱导细胞分化为破骨细胞,另设组加入BX471阻断剂处理细胞。TRAP染色法观察破骨细胞的形态并统计破骨细胞数目,RT-PCR检测JDP-2、NFATc1、c-Fos、MMP-9、TRAP、CTSK mRNA的表达情况。结果:不同浓度梯度的CXCL4均可增强BMDM的增殖活性及迁移能力;在RANKL及MCSF均存在的前提下,加入不同浓度CXCL4的各实验组的TRAP染色阳性的细胞数量明显多于对照组(P<0.05),而在BX471阻断剂预处理组中TRAP染色阳性的细胞数量低于各实验组,但高于对照组(P<0.05)。此外,CXCL4能够上调破骨相关基因的表达,而BX471则能部分抑制上述mRNA表达的增高(P<0.05)。结论:CXCL4能提高BMDM的增殖及迁移能力,并促进RANKL介导的BMDM向破骨细胞分化,其促进作用可能与CXCL4/CCR1通路有关。     

破骨细胞分化因子诱导小鼠骨髓细胞形成破骨细胞的实验研究

目的:探讨破骨细胞分化因子(ODF)和巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)联合应用进行体外诱导小鼠骨髓细胞形成破骨细胞(OC)的能力。方法:收集5～6周小鼠骨髓细胞,在含M-CSF(10 ng/ml)的α-MEM全培养液中培养24h,然后将悬浮生长的细胞接种到24孔培养板,并加入不同浓度的ODF和M-CSF。,通过观察抗酒石酸盐酸性磷酸酶(TRAP)染色的阳性细胞和能否在骨磨片上形成吸收陷窝来鉴定OC形成情况。结果:在只加入ODF或M-CSF一种细胞因子时,未见有TRAP阳性或CTR阳性细胞形成,同时加入ODF和M-CSF,可形成典型的OC。TRAP阳性多核细胞的数目和培养液中钙离子浓度的增加与ODF的浓度呈正相关。结论:小鼠骨髓来源的单核细胞在ODF和M-CSF共同作用下可形成具有骨吸收功能的OC,为体外研究OC的分化发育和功能调节提供了一种新的方法。     

牙周炎患者自身组织核酸刺激小鼠巨噬细胞后对破骨相关因子mRNA表达的影响

目的 检测牙周炎患者自身组织核酸刺激巨噬细胞后破骨相关因子白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-12（IL-12）p35、IL-12p40、基质金属蛋白酶-9（MMP-9）、活化T细胞核因子 1（NFATc1）、核激活因子κB受体（RANK）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）mRNA的表达,观察牙周炎患者自身组织核酸对巨噬细胞向破骨细胞分化的影响作用。方法 采集翻瓣术中慢性牙周炎患者炎症牙周组织及正畸患者健康牙拔除术获取的健康牙周组织,提取组织总RNA逆转录cDNA。培养小鼠巨噬细胞系RAW264.7,加入质量浓度1 μg•mL-1的特定序列寡核苷酸MT01共孵育3 h后（以1 μg•mL-1的PBS作为对照）,加入已提取的炎症牙周组织及健康牙周组织cDNA（质量浓度为1 μg•mL-1）。实验分4组：健康组织cDNA,炎症组织cDNA,MT01+健康组织cDNA,MT01+炎症组织cDNA。4组细胞分别孵育3、6、12、24 h,采用实时定量聚合酶链反应法检测破骨相关因子IL-6、IL-12p35、IL-12p40、MMP-9、NFATc1、RANK及TNF-α mRNA的表达,进行两两组间比较。结果 牙周炎患者自身组织核酸可上调RAW264.7破骨相关因子IL-6、IL-12p35、IL-12p40、MMP-9、NFATc1、RANK及TNF-α mRNA的表达;在免疫抑制剂MT01的作用下,牙周炎患者自身组织核酸上调RAW264.7内破骨相关因子mRNA的表达状况受到抑制。结论 牙周炎患者自身组织核酸可以影响小鼠巨噬细胞向破骨细胞的分化。     

巨噬细胞集落刺激因子对体外培养人牙囊细胞破骨细胞分化因子表达的影响

目的：研究巨噬细胞集落刺激因子对体外培养的人牙囊细胞破骨细胞分化因子（RANKL）mRNA表达的影响。方法：原代培养人牙囊细胞，传至第3代，制备细胞爬片，进行RANKL免疫组化染色；选取生长状态良好的第3-6代人牙囊细胞，胰酶消化后制成单细胞悬液，培养基中分别加入25ng／mL的巨噬细胞集落刺激因子，共同孵育0．5、1、3、6、12h，提取总RNA进行RT-PCR，灰度值半定量分析RANKL mRNA的变化。结果：正常人牙囊细胞RANKL蛋白表达阳性；25ng／mL的巨噬细胞集落刺激因子可升高人牙囊细胞RANKL的表达；共同孵育3h，RANKL表达最高。结论：巨噬细胞集落刺激因子对体外培养的人牙囊细胞表达RANKL，具有正向调节作用。     

转化生长因子β对体外破骨细胞分化的影响

目的:研究在核因子κB受体活化因子配基(RANKL)和巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)联合应用诱导体外骨髓细胞培养系统中,转化生长因子(TGF-β)对破骨细胞分化的影响。方法:选用小鼠M-CSF依赖性非附着性骨髓细胞,在含有25 ng/m l sM-CSF和30 ng/m l sRANKL的α-MEM培养液中进行培养,比较加入和不加入1 ng/m lTGF-β1培养4、9 d后,所形成的抗酒石酸酸性磷酸酶染色(TRAP)阳性多核细胞的数目和骨吸收面积。结果:小鼠骨髓细胞在RANKL和M-CSF共同作用下可形成TRAP阳性多核巨细胞,并具有骨吸收功能。加入TGF-β后,破骨样细胞的数目及骨吸收面积显著增加。结论:TGF-β对RANKL和M-CSF诱导的破骨细胞的分化及其功能的促进作用,可能为炎症状态下发生过度骨吸收的机制之一。     

丹参对鼠齿槽骨破骨活动的影响

作者对4只受正畸力作用的S.D.大鼠上第一磨牙的局部粘膜下注射丹参注射液,在显微镜下作破骨细胞计数。发现局部注射丹参注射液侧破骨细胞数目明显较对照侧增多,其结果有统计学意义。且增多的破骨细胞常围绕在牙周膜内血管周围。推测丹参作为活血化瘀药物,有助于恢复由于正畸力所致的局部牙周膜内血液循环障碍,从而有利于破骨细胞随血流向齿槽骨组织的迁移。     

破骨细胞分化因子和破骨细胞生长抑制因子在牙周组织细胞中的表达

目的:检测炎症前细胞因子IL- 1β和骨成熟因子PGE2 对人牙周膜细胞和牙龈成纤维细胞破骨细胞分化因子(osteoclast differentiation factor,ODF)和破骨细胞生长抑制因子(osteoclastogenesis inhibitory factor,OCIF)表达的影响.方法:用RT- PCR和Southern- blot对该2 种细胞在IL- 1β或PGE2作用下细胞中ODF和OCIF mRNA的表达进行半定量.结果:上述2 种细胞在IL- 1β或PGE2作用下,ODF和OCIF的合成均有升高,各细胞合成ODF和OCIF的峰值随IL- 1β或PGE2作用时间和浓度的不同而发生变化.结论:牙周组织中ODF和OCIF可能同时参与炎症反应,并受致炎因子IL- 1β和骨代谢因子PGE2调节.     

张力作用下牙周组织破骨细胞分化因子、破骨细胞发生抑制因子表达变化的研究

目的:运用原位杂交的方法,观察破骨细胞分化因子(ODF)、破骨细胞发生抑制因子(OCIF)在正畸大鼠牙周组织改建过程中张力侧的表达变化,探讨ODF、OCIF与正畸牙周组织改建的关系。方法:8周龄成年健康雄性SD大鼠30只,随机分为对照组、牙齿移动1d组、3d组、5d组、7d组,共5组,每组6只。在大鼠上颌右侧第一磨牙与上颌切牙之间安置正畸矫治器装置,施力50g。在相应时间段处死实验动物,取材固定,进行原位杂交染色、图像分析。结果:在牙齿移动3d后,OCIF原位杂交染色在张力侧逐渐深染,OCIF mR-NA阳性细胞数量逐渐增多,OCIF阳性表达在5d时达到最高,并可见到有新骨形成;7d时OCIF阳性表达及分布情况与3d时相类似。张力侧牙周膜细胞、成骨细胞的ODF原位杂交染色阳性反应随天数的增加有逐渐增强趋势,并可观察到有ODFmRNA阳性破骨细胞出现,但表达变化并不明显。结论:ODF及OCIF参与了正畸牙周组织改建过程,OCIFmRNA在张力区随正畸牙齿移动表达升高具有时间依赖性。     

氧化石墨烯修饰的类骨单位钛表面对巨噬细胞破骨分化影响的研究

目的 本研究通过模拟天然骨单位进行同心圆结构的设计,并修饰氧化石墨烯（GO）,探究新的仿生微纳米结构表面对巨噬细胞RAW264.7破骨分化的影响。方法 实验分为光滑钛片组（SS）、微沟槽组（CMS）和微沟槽表面修饰GO组（GO-CMS）,利用扫描电子显微镜（SEM）、接触角测量仪、原子力显微镜、X射线光电子能谱分析仪和拉曼光谱仪研究材料表面的理化性能,通过细胞活性检测、SEM和激光共聚焦显微镜研究修饰后的材料表面对RAW264.7的细胞生物学行为的影响,通过抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP）免疫荧光染色、TRAP定量检测和荧光实时定量聚合酶链反应（qRT-PCR）研究其对巨噬细胞破骨分化的影响。结果 巨噬细胞沿着微沟槽排列成同心圆状,修饰GO后,材料表面含氧基团增多,亲水性增加。GO-CMS组诱导形成的破骨细胞体积小,数量少,TRAP表达量最少,TRAP单位酶活性也最低。GO-CMS组虽然促进巨噬细胞的增殖,但破骨分化相关基因的表达低于SS组,差异具有统计学意义（P<0.05）。结论 同心圆微沟槽限制了破骨细胞的融合及封闭区的形成,GO修饰类骨单位同心圆微沟槽抑制了巨噬细胞RAW26...     

破骨细胞分化因子mRNA在大鼠正畸牙槽骨改建过程中的表达和分布

目的：观察大鼠JE畸牙槽骨改建过程中0DFmRNA表达和分布变化情况，探讨ODF与牙槽骨改建和破骨细胞形成的关系。方法：建立SD大鼠磨牙移动实验模型。于牙齿移动1、3、5、7d后取材分别进行0DFmRNA原位杂交染色。结果：在正常牙周组织中，ODF mRNA呈弱阳性主要表达于牙槽骨表面的成骨细胞和少量牙周膜成纤维细胞胞浆中，分布比较均匀。加力3d后，压力侧牙槽骨表面可见大量多核破骨细胞及骨吸收陷窝，此时ODF mRNA的表达显著增强，主要分布于牙槽骨表面的成骨细胞、靠近牙槽骨一侧的血管周围的牙周膜成纤维细胞以及牙槽骨骨髓腔内的成骨细胞。5d后．ODF mRNA表达和分布情况与第3d相似；7d后，牙槽骨表面成骨细胞仍呈ODF mRNA阳性表达，但血管周围阳性细胞数明显减少。结论：ODF mRNA的表达变化与牙槽骨改建中破骨细胞的生命过程密切相关，是破骨细胞来源、征集和功能活性的关键调节因子。     

不同浓度破骨细胞分化因子和巨噬细胞集落刺激因子体外诱导大鼠破骨样细胞形成的研究

目的探讨破骨细胞分化因子和巨噬细胞集落刺激因子在大鼠破骨样细胞形成、分化中的作用,为进一步研究正畸牙齿移动的生物力学机制奠定基础。方法应用不同浓度的破骨细胞分化因子和巨噬细胞集落刺激因子对提取的SD大鼠骨髓单个核细胞进行诱导培养,分别于培养1、3、5、7 d利用TRAP染色、骨吸收陷窝检测等对单核及多核破骨样细胞的生成进行鉴定,对TRAP(+)的细胞进行计数和统计学分析。结果巨噬细胞集落刺激因子和破骨细胞分化因子对TRAP(+)的单核及多核破骨样细胞的诱导分化作用与时间有关:第3 d时逐渐增多,以第5 d和第7 d为最多;缺乏巨噬细胞集落刺激因子时,骨髓单个核细胞不能有效地分化为TRAP(+)的细胞;在破骨细胞分化因子浓度一定的条件下(50 ng/ml),TRAP(+)的细胞数与巨噬细胞集落刺激因子的浓度有关,当其浓度超过30 ng/ml时,TRAP(+)细胞数不再显著增加,曲线趋于平缓;当巨噬细胞集落刺激因子浓度一定的条件(50 ng/ml)下,TRAP(+)的细胞数与破骨细胞分化因子的浓度无关。结论以巨噬细胞集落刺激因子和破骨细胞分化因子作为诱导因子,对大鼠骨髓单个核细胞进行诱导培养,可获得TRAP(+)吸收陷窝(+)的破骨样细胞,且巨噬细胞集落刺激因子30 ng/ml、破骨细胞分化因子50 ng/ml时具有最强的生物学效应。     

Notch1蛋白高表达抑制破骨细胞增殖和分化

目的探究体外培养条件下Notch1蛋白高表达对细胞核因子κB受体活化因子配体（RANKL）和巨噬细胞集落刺激因子（MCSF）诱导的骨髓源破骨细胞增殖分化的影响。方法体外培养Rosa-notch1转基因小鼠骨髓间充质干细胞（BMSCs）,采用RANKL和MCSF刺激BMSCs向破骨细胞方向分化。培养至第3天,实验组和对照组分别转染携带Cre重组酶和绿色荧光蛋白（GFP）的重组腺病毒（Ad-Cre-GFP）和携带GFP的重组腺病毒（Ad-GFP）,启动实验组Notch1高表达,采用实时聚合酶链反应（RT-PCR）检测Notch信号通路成分（Notch1、Notch2、Notch3、Notch4、Delta1、Delta3、Delta4、Jagged1）、靶基因（Hes1）mRNA表达量以及抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP）在诱导后mRNA的表达量。采用TRAP染色法观察破骨细胞增殖分化情况。结果TRAP染色显示实验组破骨细胞形成数量明显少于对照组（P<0.05）。与对照组相比,实验组Notch1、Notch3、Jagged1、Delta3、Hes1 mRNA表达量明显增高（P<0.05）,TRAP的mRNA表达量明显降低（P<0.05）。结论Notch1高表达抑制RANKL和MCSF诱导的破骨细胞增殖分化。     

成骨细胞与破骨细胞的功能调节及其关系

在骨形成和骨吸收的过程中，成骨细胞与破骨细胞的调节机制非常复杂，大量的骨基质蛋白，各种生长因子，细胞因子调节着成骨细胞的破骨细胞的功能，维持着骨改建的平衡，了解骨代谢的这些机制对口腔正畸矫治中骨改建有重要的意义。本文将近几年国际上研究现况进行综述。