成骨细胞和破骨细胞衰老改变及其在增龄性骨丢失中的作用

背景认识增龄过程中成骨细胞和破骨细胞变化规律,特别是高龄人群成骨细胞和破骨细胞的生物学特点,对骨质疏松有效合理的防治具有十分重要的意义.目的回顾关于成骨细胞和破骨细胞数量和活性增龄变化的实验及临床研究结果,明确增龄过程中成骨细胞和破骨细胞的变化规律和衰老特点.数据来源1995/2003 PubMed,2002/2004年万方数据库,本实验室研究结果.数据提取PubMed 16篇,万方数据库1篇,本实验室数据.主要观察指标细胞数量、酶活性、基因表达水平.结果高龄人群成骨细胞骨形成作用和破骨细胞骨吸收作用对骨骼的影响都逐渐下降,但表现出不同的特点.①骨形成功能持续降低,主要表现为成骨细胞分裂增生能力降低、基质合成减少、对钙凋激素的敏感性降低.这些变化与骨髓中前体细胞的快速减少有关,使高龄人群骨骼中成骨细胞群由于缺乏新生细胞的不断补充而功能退化.②骨吸收功能短暂激活,主要表现为破骨细胞数量一度增加,而其泌酸和蛋白酶功能基本得以保持.③成骨细胞调节能力降低,主要表现为成骨细胞中RANKL和OPG表达失偶联.结论破骨细胞激活的机制和破骨细胞二次活跃产生不同骨平衡的意义值得探讨.作为建议,作者提倡在基础领域重视骨髓微环境中前体细胞分化增殖的研究.     

骨吸收与骨形成

骨吸收通常与破骨细胞相伴随。破骨细胞性骨吸收是在骨的微环境内进行的复杂分子生物学反应过程。自从20世纪80年代初明确了破骨细胞来源于骨髓干细胞以后,方有可能对骨的破坏机理进行深入研究。成骨细胞是骨形成过程中的重要功能细胞,其主要功能是分泌骨基质(包括胶原及糖蛋白)及进行合成。成骨细胞还参与破骨细胞性骨吸收的调节,两者是骨代谢过程中的重要核心细胞。本文对骨吸收与骨形成过程及其相互关联做了较为全面的阐述。     

低氧与成骨及破骨细胞代谢

背景:越来越多的研究发现低氧与骨质疏松症的发生密切相关。目的:总结低氧对成骨及破骨细胞骨代谢的影响,进一步阐明低氧在骨质疏松症的发病机制。方法:以"hypoxia,bone metabolism,osteoclasts,osteoblasts,COPD,high altitude,osteoporosis"为英文关键词,以"低氧,骨代谢,成骨细胞,破骨细胞,慢性阻塞性肺疾患,高原,骨质疏松"为中文关键词,检索2007/2011PubMed数据库、万方资源数据库及维普期刊库有关低氧与骨代谢及骨质疏松症文献。结果与结论:低氧可以促进破骨细胞的生成,增强破骨细胞骨吸收能力。低氧对成骨细胞生成的影响与氧浓度及低氧持续时间有关。低氧主要通过诱导低氧诱导因子的产生,而激活其下游一系列基因的表达,调节成骨细胞生成及其功能。慢性阻塞性肺疾患引起的骨质疏松症与低氧、糖皮质激素的应用、全身炎症反应及其他因素有关,高原环境下引起的骨质疏松主要与低氧有关。     

骨重建与能量代谢共调节机制的研究进展

骨骼是一个动态活性组织,它通过持续性重塑来维持其矿化平衡及自身的结构完整.在骨重塑的过程中,骨骼能协调成骨细胞、骨细胞和破骨细胞之间的活性,保持着骨重塑过程的动态耦联平衡,其中成骨细胞（骨形成功能）和破骨细胞（骨吸收功能）在骨重塑过程中起关键作用.由于骨组织破坏以及随后骨形成均需要能量消耗,故已有学者提出骨重建与能量代谢共调节假说[1,2],然而其具体的机制目前尚未阐明.本综述旨在从骨骼内分泌角度,分析骨重建与能量代谢共调节机制的研究进展.     

小鼠骨髓内破骨细胞诱导形成的实验观察

目的：建立骨髓间充质干细胞诱导培养成为破骨细胞的培养方法并进行初步的形态观察，为破骨细胞学及与其相关疾病的发病机制的研究提供更有意义的手段。方法：采用小鼠骨髓间充质干细胞通过1，25-(OH)2D3诱导分化为破骨细胞的培养方法，并观察原代成骨细胞对该方法破骨细胞形成及其功能的影响。根据是否加原代成骨细胞，分成未加成骨细胞、加成骨细胞二组，未加成骨细胞组是骨髓间充质干细胞直接诱导培养，加成骨细胞组是骨髓间充质干细胞与原代成骨细胞共同培养。分别培养6，9，12及15d，各组细胞到培养时间后取出进行TRAP染色阳性的多核细胞计数、骨片甲苯胺蓝染色及扫描电镜观察。结果：未加成骨细胞、加成骨细胞两组的骨髓间充质干细胞经培养后均出现破骨细胞，而且随着培养时间的延长，破骨细胞及骨片吸收陷窝的数目增多。培养相同时间的未加成骨细胞、加成骨细胞两组之间的破骨细胞及骨片吸收陷窝的数目差异无显著性意义。结论：通过1,25-(OH)2D3诱导骨髓中的间充质干细胞培养破骨细胞的方法是可行的，而且骨髓间充质干细胞诱导培养成破骨细胞时加入原代成骨细胞共同培养对破骨细胞的形成和骨吸收功能并无明显促进作用。     

失重状态下共育大鼠成骨与破骨细胞中护骨素表达的变化

目的：通过观察失重状态下共育的大鼠成骨与破骨细胞中护骨素的表达及其变化特点，探讨失重状态下骨结构的生物学变化。方法：实验于2004—07／12在哈尔滨医科大学附属二院科研中心完成。体外分离培养1周龄15只Wistar大鼠的颅骨成骨细胞及四肢骨破骨细胞，随机分为4组：成骨细胞+破骨细胞共育组，成骨细胞组，失重下成骨细胞+破骨细胞共育组，失重下成骨细胞组。前两组为空白对照。后两组均在回转加速器中48h。倒置相差显微镜下观察鉴定成骨细胞、破骨细胞，采用多聚酶链反应方法测定各组护骨紊的表达。结果:①护骨紊在各种情况下的表达：总RNA电泳条带28s。18s，5s，表明RNA完整。吸光度比A260／A280在1．8～2．0，失重共育组护骨紊较非失重共育组明显低表达，失重单纯成骨细胞组护骨素表达较失重共育组明显低表达(P&;lt;0．05)。单纯成骨细胞组明显低于失重单纯骨细胞组(P&;lt;0．05)。②5天后成骨细胞与破骨细胞在倒置相差显微镜下观察：成骨细胞呈多角形、三角形，胞浆丰富，邻近细胞中突起与之相联，胞核大，圆形，含一两个核仁；破骨细胞细胞核核大，4～6个，胞浆伸出丝状或片状伪足。结论：失重状态下共育成骨与破骨细胞中护骨素低表达，成骨作用减弱，说明力学作用参与了成骨细胞与破骨细胞之间的信号传递。     

脉冲电磁场对成骨和破骨代谢的影响

背景：脉冲电磁场对成骨细胞、破骨细胞、骨基质合成均有明显作用。目的：旨在探究脉冲电磁场在成骨和破骨代谢中的作用以及治疗骨质疏松的机制,以促进其临床应用。方法：由第一作者应用计算机检索PubMed、中国期刊全文数据库（CNKI）、维普数据库和万方数据库1997-05/2011-08相关文献。在标题、摘要、关键词中以＂pulsed electromagnetic field（PEMFs）,bone metabolism,osteoporosis,osteoblast,osteoclast,bone marrow mesenchymal stem cells（BMMSCs）＂或＂脉冲电磁场,骨代谢,骨质疏松,成骨细胞,破骨细胞,骨髓间充质干细胞＂为检索词进行检索。选择文章内容与脉冲电磁场有关者,同一领域文献则选择近期发表在权威杂志文章进行分析。结果与结论：初检得到389篇文献,根据纳入标准选择关于假体无菌性松动分析及处理的46篇文献进行综述。脉冲电磁场可促进成骨代谢,抑制破骨代谢,参与调节转化生长因子β,白细胞介素6等骨代谢相关的细胞因子,促进骨基质形成,改善骨生长微环境,对骨髓间充质干细胞的增殖分化亦有促进作用。推测脉冲电磁场治疗骨质疏松及其并发症有重要的临床价值。     

运动影响骨转换：促进或抑制骨细胞/破骨细胞的发育和活性

背景：骨转换标志物是骨骼重建过程中,存在于血液或尿液中的产物,可用于评价骨吸收和骨形成率是否正常,提示潜在的骨骼疾病。
　　目的：分析运动对血液和尿样本中骨转换标志物水平的影响。
　　方法：计算机检索PubMed数据库和万方医学网相关文献,英文检索词为“bone formation,bone resorption, alkaline phosphotase,osteocalcin PICP,PINP,hydroxyproline,Pyridinoline,Tartrate resistant acid phosphatase”;中文检索词为“骨形成;骨吸收;碱性磷酸酶;骨钙素;PICP 和 PINP,羟脯氨酸,吡啶啉和脱氧吡啶啉,抗酒石酸酸性磷酸酶”。收集运动对骨形成生化标志物影响的相关文章48篇进行探讨。结果与结论：运动对骨转换的影响主要是对骨形成和骨吸收的影响,通过促进或抑制成骨细胞和破骨细胞的发育,提高或抑制成骨细胞和破骨细胞的活性,对骨重建起加速或延迟的作用。近年来研究表明,运动越来越多地作用于骨骼,而骨转换标志物较之于骨密度更早地出现变化。通过检测血、尿样本中骨转换标志物的水平,了解骨组织新陈代谢的情况,对于评价骨代谢状态、骨质疏松诊断分型、预测骨折风险,观察药物治疗的疗效,以及代谢性骨病的鉴别诊断等有重要意义。     

多发性骨髓瘤骨病发病机理及治疗进展

骨髓瘤骨病是导致多发性骨髓瘤并发症和死亡的主要原因,其发病机理与破骨细胞数量增多和功能增强以及成骨细胞功能受抑制有关.双膦酸盐类药物仅影响破骨细胞活性,不能恢复骨形成,因而虽能减少骨骼损伤,但不能完全阻止骨病变发生.免疫调节药物雷那度胺和蛋白酶体抑制剂硼替左米通过抑制破骨细胞骨吸收和促进骨形成在骨髓瘤骨病的治疗中显示出有益作用.抗细胞核因子-кB受体活化因子配基单克隆抗体以促进成骨细胞的骨形成作为治疗靶点,是有希望的治疗方法.     

破骨细胞及其功能的调控

目的：骨量的减少是骨质疏松症的一个重要表现，破骨细胞作为骨吸收的主要细胞，对于骨量的变化具有重要作用。为进一步阐明骨吸收的机制，介绍有关骨吸收分子机制的研究进展。 资料来源：应用计算机检索PubMed数据库1998-01／2004-12有关破骨细胞功能和骨吸收的机制文章，检索词“osteoclasts，bone resorption”。同时计算机检索中国期刊全文数据库、万方数据库1998—01／2004—04相关文章，检索词“破骨细胞，骨质吸收，整合素，细胞因子类”。 资料选择：纳入标准：①基础研究。②临床研究。排除标准：重复研究。 资料提炼：对有关文章找全文，围绕各种生物活性物质对破骨细胞功能的影响，选出有代表意义的16篇进行归纳总结，排除重复或类似的同一研究。 资料综合：①破骨细胞及骨吸收机制：分为3个阶段：破骨细胞的黏附与极化过程；破骨细胞的骨吸收过程；破骨细胞的吞噬和转运过程。②刺激骨吸收和抑制骨吸收的细胞因子对破骨细胞功能的影响：刺激骨吸收的因子主要有集落刺激因子、白细胞介素1、白细胞介素6、淋巴毒素、肿瘤坏死因子α和转化生长因子α；抑制骨吸收的细胞因子主要有干扰素，转化生长因子β和白细胞介素4，它们通过不同的途径发挥作用。 结论：影响骨细胞功能的因子是多种多样的。因子的相互作用使得破骨细胞的功能调控极其复杂。解释骨吸收机制必须进行全面、综合的考虑。     

小鼠骨髓内破骨细胞诱导形成的实验观察

目的:建立骨髓间充质干细胞诱导培养成为破骨细胞的培养方法并进行初步的形态观察,为破骨细胞学及与其相关疾病的发病机制的研究提供更有意义的手段。方法:采用小鼠骨髓间充质干细胞通过1,25-(OH)2D诱导分化为破骨3细胞的培养方法,并观察原代成骨细胞对该方法破骨细胞形成及其功能的影响。根据是否加原代成骨细胞,分成未加成骨细胞、加成骨细胞二组,未加成骨细胞组是骨髓间充质干细胞直接诱导培养,加成骨细胞组是骨髓间充质干细胞与原代成骨细胞共同培养。分别培养6,9,12及15d,各组细胞到培养时间后取出进行TRAP染色阳性的多核细胞计数、骨片甲苯胺蓝染色及扫描电镜观察。结果:未加成骨细胞、加成骨细胞两组的骨髓间充质干细胞经培养后均出现破骨细胞,而且随着培养时间的延长,破骨细胞及骨片吸收陷窝的数目增多。培养相同时间的未加成骨细胞、加成骨细胞两组之间的破骨细胞及骨片吸收陷窝的数目差异无显著性意义。结论:通过1,25-(OH)2D诱导骨髓中的间充质干细胞培养破骨细胞的3方法是可行的,而且骨髓间充质干细胞诱导培养成破骨细胞时加入原代成骨细胞共同培养对破骨细胞的形成和骨吸收功能并无明显促进作用。     

脉冲电磁场对成骨和破骨代谢的影响

背景:脉冲电磁场对成骨细胞、破骨细胞、骨基质合成均有明显作用。目的:旨在探究脉冲电磁场在成骨和破骨代谢中的作用以及治疗骨质疏松的机制,以促进其临床应用。方法:由第一作者应用计算机检索PubMed、中国期刊全文数据库(CNKI)、维普数据库和万方数据库1997-05/2011-08相关文献。在标题、摘要、关键词中以"pulsed electromagnetic field(PEMFs),bone metabolism,osteoporosis,osteoblast,osteoclast,bone marrow mesenchymal stem cells(BMMSCs)"或"脉冲电磁场,骨代谢,骨质疏松,成骨细胞,破骨细胞,骨髓间充质干细胞"为检索词进行检索。选择文章内容与脉冲电磁场有关者,同一领域文献则选择近期发表在权威杂志文章进行分析。结果与结论:初检得到389篇文献,根据纳入标准选择关于假体无菌性松动分析及处理的46篇文献进行综述。脉冲电磁场可促进成骨代谢,抑制破骨代谢,参与调节转化生长因子β,白细胞介素6等骨代谢相关的细胞因子,促进骨基质形成,改善骨生长微环境,对骨髓间充质干细胞的增殖分化亦有促进作用。推测脉冲电磁场治疗骨质疏松及其并发症有重要的临床价值。     

护骨素及相关因子与多发性骨髓瘤骨病的关系

骨质重建是骨吸收和骨形成耦联的动态平衡过程，破骨细胞是骨吸收的效应细胞。多发性骨髓瘤表现特征性溶骨病变，其机制与骨髓微环境中调节破骨细胞功能的细胞因子生理平衡破坏有关，护骨素、核因子κB受体活化因子及其配体是对破骨细胞生成起决定作用的关键因素，也是治疗多发性骨髓瘤骨病潜在的靶目标。     

血液病成骨细胞和破骨细胞的观察

血液病成骨细胞和破骨细胞的观察滕清良，杨崇礼，张志宏，李孝义，陈辉树，范嘉琏，张囡，刘惠英我们在临床工作中发现再生障碍性贫血患者骨髓涂片中常见破骨细胞和成骨细胞，多发性骨髓瘤及白血病常有骨胳破坏，骨髓纤维化常有新骨形成，表明骨的代谢与造血关系十分密切...     

骨转换标志物及其临床应用

骨质疏松症是一种全身代谢性骨病,以骨量减少、骨密度降低、骨组织微结构发生改变,导致骨骼脆性和骨折危险增高的全身性骨骼疾病.骨骼是一个动力器官,具有支持、保护、储存代谢因子,为肌腱和韧带提供起止点等多种功能.骨质不断循环,成骨细胞与破骨细胞介导进行骨形成与骨吸收,维持骨量动态稳定.近年来检测血、尿骨转换生物标志物已趋于成熟,本文对主要骨转换生物标志物及其临床应用进行综述,以达到更早、更准确发现骨代谢异常,对预防骨质疏松起到指导作用.     

破骨细胞参与调控骨髓造血微环境

骨髓造血微环境存在于全身骨骼的骨髓腔内，是机体造血以及免疫细胞发育的场所。骨髓造血微环境中的破骨细胞由造血干细胞分化发育而来，在骨重塑中发挥重要作用。近年来的研究表明，破骨细胞与微环境稳定、应激时造血干祖细胞动员及骨免疫密切相关。深入探究破骨细胞与骨髓造血微环境中其它细胞的相互关系，有利于寻找造血、骨免疫疾病和肿瘤等方面新的治疗策略。本文就破骨细胞的发育来源与鉴定、破骨细胞与造血干细胞动员的调节及破骨细胞与骨免疫进行综述。     

多发性骨髓瘤骨病成骨与破骨脱耦合机制的研究进展

多发性骨髓瘤的主要临床特征之一是骨骼被破坏,其发生机制涉及到破骨细胞的骨吸收与成骨细胞的成骨活动,二者不能互相配合、顺序发生。产生成骨与破骨的不平衡或称脱耦合。在生理情况下,骨代谢过程中成骨与破骨的耦合包括两种形式,即因子耦合(coupling factors)和位置特异性耦合(position-specific co...     

骨保护素抑制肿瘤坏死因子诱导的成骨细胞凋亡

背景：骨质疏松涉及破骨细胞分化成熟和成骨类细胞凋亡两方面，肿瘤坏死因子α能诱导多种细胞凋亡且效率差异很大，骨保护素能抑制破骨细胞成熟，但对成骨类细胞凋亡的作用未见报道。目的：探讨肿瘤坏死因子α能否诱导成骨类细胞凋亡及骨保护素能否抑制其凋亡。设计：以成骨细胞和MG63细胞作为实验对象、以鼠WEHI164细胞系用于阳性对照的观察对比分析。单位：解放军总医院全军口腔医学研究所、美国匹茨堡医学院退伍军人医疗中心。材料：本实验于2001-01／2003—12在Dr．Blair实验室和口腔研究所实验室完成。选择商品化细胞系，RPMI1640培养液和各种相关蛋白用于实验。方法：用人间充质干细胞在分化培养液中培养21d使之成为成骨细胞，与MG63一起用于凋亡实验。AnnexinV和原位末端标记法检测肿瘤坏死因子α诱导成骨类细胞凋亡。主要观察指标：全部细胞数及凋亡细胞数。结果：和FasL诱导细胞凋亡一样，肿瘤坏死因子α能引起MG63骨肉瘤细胞，间充质干细胞和成骨细胞的凋亡，并表现为明显的浓度依赖和时间依赖。低浓度肿瘤坏死因子α(170～500pmol／L)作用于细胞2～4h就显示了较明显的凋亡，而骨保护素在0.45～1.5nmol／L浓度时，几乎完全抑制了500pmol／L肿瘤坏死因子α诱导的凋亡。成骨细胞分泌骨保护素，而破骨细胞及破骨前体细胞产生肿瘤坏死因子α，它们相互作用降低成骨细胞的凋亡。结论：肿瘤坏死因子α能诱导成骨类细胞凋亡，骨保护素能够抑制肿瘤坏死因子α的凋亡诱导作用，从抑制破骨细胞成熟和成骨细胞凋亡两方面表现骨保护素防治骨质疏松的作用机制。     

两种方法培养大鼠破骨细胞的噬骨能力比较

背景：原代培养的破骨细胞数量少,而诱导培养产生的破骨样细胞数量多,能够满足一些研究骨代谢实验的要求.但是两种细胞在特异酶及噬骨能力方面是否具有相同的效果,到目前为止,还没有详尽的数据来支持.目的：比较大鼠原代分离的破骨细胞及诱导形成的破骨样细胞噬骨能力上的差异.方法：取24 h内新生Wistar大鼠四肢长骨,酶消化法分离培养破骨细胞,将破骨细胞培养过程中消化下来的骨髓单核细胞加入1,25（OH）2 D 3结果与结论：诱导第9天,破骨样细胞数目为破骨细胞数目的11倍,其形态与原代消化获得的细胞形态相同.抗酒石酸酸性磷酸酶染色呈阳性.甲苯胺蓝染色显示两组破骨细胞在骨片上培养时产生骨陷凹面积及深度差异无显著性意义.结果显示破骨样细胞的形态、特异酶及噬骨能力与破骨细胞无差异.诱导生成破骨样细胞.苏木精-伊红染色、抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP）染色鉴定.用甲苯胺蓝染色共培养骨片比较两组破骨细胞噬骨能力.     

失重状态下共育大鼠成骨与破骨细胞中护骨素表达的变化

目的:通过观察失重状态下共育的大鼠成骨与破骨细胞中护骨素的表达及其变化特点,探讨失重状态下骨结构的生物学变化。方法:实验于2004-07/12在哈尔滨医科大学附属二院科研中心完成。体外分离培养1周龄15只Wistar大鼠的颅骨成骨细胞及四肢骨破骨细胞,随机分为4组:成骨细胞+破骨细胞共育组,成骨细胞组,失重下成骨细胞+破骨细胞共育组,失重下成骨细胞组。前两组为空白对照。后两组均在回转加速器中48h。倒置相差显微镜下观察鉴定成骨细胞、破骨细胞,采用多聚酶链反应方法测定各组护骨素的表达。结果:①护骨素在各种情况下的表达:总RNA电泳条带28s,18s,5s,表明RNA完整。吸光度比A260/A280在1.8～2.0,失重共育组护骨素较非失重共育组明显低表达,失重单纯成骨细胞组护骨素表达较失重共育组明显低表达(P<0.05)。单纯成骨细胞组明显低于失重单纯骨细胞组(P<0.05)。②5天后成骨细胞与破骨细胞在倒置相差显微镜下观察:成骨细胞呈多角形、三角形,胞浆丰富,邻近细胞中突起与之相联,胞核大,圆形,含一两个核仁;破骨细胞细胞核核大,4～6个,胞浆伸出丝状或片状伪足。结论:失重状态下共育成骨与破骨细胞中护骨素低表达,成骨作用减弱,说明力学作用参与了成骨细胞与破骨细胞之间的信号传递。