骨质疏松症与破骨细胞性骨吸收

骨质疏松症是以骨量减少，骨组织微观结构退化为特征，以致骨的脆性增高而骨折危险性增加的一种全身性骨病，骨质疏松症就是由于骨代谢的失衡，破骨量大于成骨量所致，破骨细胞的分化或其功能的改变所导致的骨改建失衡是骨质疏松的重要病理基础，许多细胞因子在破骨细胞生成和骨吸收中起作用，破骨细胞骨吸收功能活跃是其发生的病理生理之一，对破骨细胞骨吸收功能的抑制是防治骨质疏松症的主要药理基础。     

破骨细胞功能调控与骨吸收抑制剂

骨质疏松症是骨强度下降导致骨折危险性升高的一种骨骼疾病。破骨细胞是人体唯一的骨吸收细胞,与骨质疏松症的发生密切相关,近年来对于破骨细胞与骨吸收有了较深入的研究,并研发了多种抗骨吸收的靶向药物。本文结合国内外研究简述破骨细胞与核因子κB受体活化因子配体(receptor activator for nuclear factor-κB ligand,RANKL)/核因子κB受体活化因子(receptor activator for nuclear factor-κB,RANK)/骨保护素(orthopantomography,OPG)信号通路、Wnt/β-catenin信号通路、细胞因子、组织蛋白酶K和Src激酶之间的关系,并对新型骨吸收抑制剂RANKL的单克隆抗体Denosumab、Wnt信号传导拮抗剂Romosozumab、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)拮抗剂、白细胞介素-6 (interleukin-6,IL-6)受体拮抗剂Tocilizumab、组织蛋白酶K抑制剂Odanacatib、Src激酶抑制剂Saracatinib等进行综述,为骨质疏松症的防治提供相关依据。     

成骨细胞介导破骨细胞骨吸收的分子基础

成骨细胞通过膜接触调节破骨细胞分化与功能,介导骨吸收的机理,是近年来倍受关注的一个基本问题。最近终于发现,成骨细胞产生的破骨细胞分化因子（骨保护素配体）和破骨细胞生成抑制因子（骨保护素）在此过程中具有决定性作用。本文对此研究现状做一介绍。     

降钙素对破骨细胞骨吸收抑制作用的机理

降钙素对破骨细胞骨吸收抑制作用的机理于明香王洪复破骨细胞（ｏｓｔｅｏｃｌａｓｔ，ＯＣ）是一种多核的骨吸收细胞，在骨再建过程中起着启动和先锋作用，与成骨细胞通过相互调控机制，共同完成骨的吸收与形成，使骨组织不断更新。破骨细胞功能过度活跃时，骨吸收亢进，...     

皮质骨破骨细胞体外培养方法的建立

已知破骨细胞是骨吸收过程中的主要功能细胞,在骨质疏松症和骨折愈合塑型等过程中起着相当重要的作用,也是进行骨质疏松症病因学研究、新疗法、新药物作用观察的实验基础。但是,破骨细胞比较难培养。为此,我们参考Ｃｈａｍｂｅｒｓ方法进行胎鼠皮质骨破骨细胞体外培养...     

氟中毒对体外培养破骨细胞数量及骨吸收功能的影响

目的 观察氟中毒对体外培养破骨细胞数量及骨吸收功能的影响,探讨其作用机制.方法 机械分离法作用于新生SD大鼠四肢长骨,于TC199培养液(含10%胎牛血清)中获得破骨细胞和骨髓基质细胞.将破骨细胞接种于96孔培养板和象牙片培养,而骨髓基质细胞接种于6孔培养板培养,分别于2 h后换液并染氟(氟化钠),对照组、低氟组、中氟组、高氟组染氟剂量分别为0、2.5×10-5、5.0×10-5、10.0×10-5mol/L.培养2、5d后对培养板中破骨细胞进行抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色,光镜下计数破骨细胞数量;培养5 d后象牙片经1%甲苯胺蓝染色,光镜下分析破骨细胞骨吸收陷窝面积.骨髓基质细胞染氟作用8 h后提取总RNA,实时荧光定量PCR法检测细胞核因子κβ受体活化因子配体(RANKL)和骨保护素(0PG)mRNA表达水平.结果 ①体外培养2 d时,对照组、低氟组、中氟组、高氟组破骨细胞数量分别为(337.5 4-70.5)、(447.5 ±43.4)、(472.9±34.8)、(475.3±24-3)个/孔,各染氟组明显高于对照组(P均<0.05);体外培养5 d时,对照组、低氟组、中氟组、高氟组破骨细胞数量分别为(92.5±22.1)、(123.0±26.4)、(135.5 ±22.2)、(136.9 ±23.0)个/孔,各染氟组明显高于对照组(P均<0.05).②体外培养5 d时,对照组、低氟组、中氟组、高氟组破骨细胞骨吸收陷窝面积分别为(0.088±0.030)、(0.100 ±0.018)、(0.152±0.015)、(0.242±0.031)mm2/片,中氟组和高氟组明显高于对照组(P均<0.05).③对照组、低氟组、中氟组、高氟组骨髓基质细胞RANKL/OPG mRNA表达比值分别为100.00±56.02、144.95±97.21、223.25 ±184.48、193.98 ±137.93,中氟组和高氟组明显高于对照组(P均<0.05).结论 氟中毒可引起体外培养破骨细胞数量增多,促进其细胞分化及骨吸收活性,该作用可能与其上调 RANKL/OPC,mRNA表达比值有关.

Abstract：

Objective To determine the effects of fluoride on osteoclasts's quantity and bone resorption function in vitro and its mechanisms. Methods The osteoclasts and bone marrow stromal cells(BMSCs) isolated from long bone of new born rats were cultured respectively in TC199 medium (containing 10% fetal bovine serum) with fluoride. The osteoclasts were inoculated in 96-well culture plate and ivory slice, BMSCs were inoculated in 6- well culture plate, respectively, medium were changed after 2 hours incubation. They were divided into control group, low-dose fluoride, medium-dose fluoride and high-dose fluoride groups, the doses of sodium fluoride were 0,2.5 × 10-5,5.0 × 10-5,10.0 × 10-5 mol/L, respectively. Tartrate-resistant acid phosphatase(TRAP) staining positive cells were counted under light microscope after TRAP staining on the 2nd and the 5th day and the pit formed in ivory slices were measured by histomorphometry after staining with toludine blue. The expression of receptor activator of NK-κβ ligand(RANKL) and osteoprotegerin(OPC) was detected by real-time fluorescence quantitative (337.5 ± 70.5), (447.5 ± 43.4), (472.9 ± 34.8), (475.3 ± 24.3)/well in the control group, the low-dose, mediumdose and high-dose fluoride groups, respectively. The differences were statistically significant between these groups and the control group (all P < 0.05). After in vitro culture for 5 days, the numbers of osteoclasts were (92.5 ± 22.1), (123.0 ± 26.4), (135.5 ± 22.2), (136.9 ± 23.0) per well in the control group, the low-dose, medium-dose and high-dose fluoride groups, respectively. The differences were statistically significant between these groups and the (0.088 ± 0.030), (0.100 ± 0.018), (0.152 ± 0.015), (0.242 ± 0.031 )mm2 per piece in the control group, the lowdose, medium-dose and high-dose fluoride groups, respectively. The values of medium-dose and high-dose fluoride BMSCs in the control group, the low-dose, medium-dose and high-dose fluoride groups were 100.00 ± 56.02, 144.95 ± 97.21,223.25 ± 184.48,193.98 ± 137.93, respectively. The values of medium-dose and high-dose fluoride groups were significantly higher than that of control group (all P < 0.05). Conclusions Fluoride can cause increase in the number of osteoclasts in vitro and promote their cell differentiation and bone resorption activity, which may be related to increased expression ratio of RANKL/OPG mRNA in BMSCs.     

破骨细胞成熟和活化以及骨吸收机制

综述丰骨细胞（ＯＣ）分化成熟和骨吸收机制的研究进展，特别是成骨细胞（ＯＢ）在ＯＣ产生和功能调控中的作用。研究发现由单核前体分化发育成ＯＣ是在ＯＢ分泌细胞因子如巨噬系集落刺激的因子，白细胞介素（ＩＬ）－１１、ＩＬ－６等提供微环境和胞膜上破骨细胞分化分子直接指导下完成的。ＯＣ骨吸收同样有ＯＢ参与，表现在骨形成中分泌基质活性分子，如骨钙素、骨桥蛋白等对ＯＣ移行粘附，皱折缘形成、泌酸和酶等功能的调控方面，     

破骨细胞成熟和活化以及骨吸收机制

综述破骨细胞（ＯＣ）分化成熟和骨吸收机制的研究进展，特别是成骨细胞（ＯＢ）在ＯＣ产生和功能调控中的作用。研究发现由单核前体分化发育成ＯＣ是在ＯＢ分泌细胞因子如巨噬系集落刺激因子、白细胞介素（ＩＬ）－１１、ＩＬ－６等提供微环境和胞膜上破骨细胞分化分子直接指导下完成的。ＯＣ骨吸收同样有ＯＢ参与，表现在骨形成中分泌基质活性分子，如骨钙素、骨桥蛋白等对ＯＣ移行粘附，皱折缘形成、泌酸和酶等功能的调控方面。该领域的深入研究可为骨质疏松症等骨代谢性疾病的防治提供新思路     

破骨细胞的体外培养技术

破骨细胞的体外培养技术上海市放射研究所（２０００３２）于明香综述近２０年来，细胞生物学和分子生物学技术得到很大发展，将这些技术应用于骨代谢研究，有助于了解破骨细胞（Ｏｓｔｅｏｃｌａｓｔ，ＯＣ）的起源、体外培养技术以及破骨细胞的骨吸收机理等。本文仅就破...     

糖基化终末产物对破骨细胞骨吸收功能的影响

目的　观察糖基化终末产物 (AGEs)对破骨细胞骨吸收功能的影响。方法　用人血清白蛋白和葡萄糖恒温孵育制备人AGEs,采用甲苯胺蓝染色和图像分析评价AGE对破骨细胞形成骨吸收陷窝的影响。结果　低浓度AGEs(50～ 2 0 0 μg/ml)对骨吸收陷窝的面积和数目无明显影响 ;只有高浓度AGEs(50 0～ 1 0 0 0 μg/ml)才能促进骨吸收陷窝面积的扩大和数目增加 (P <0 .0 5)。结论　AGE可能促进破骨细胞的骨吸收功能     

葡萄糖对大鼠骨髓破骨细胞骨吸收功能的影响

目的 观察葡萄糖对大鼠骨髓破骨细胞骨吸收功能的影响,探讨糖尿病骨质疏松的发病机制.方法 用巨噬细胞集落刺激因子、RANKL诱导大鼠骨髓单个核细胞分化为破骨细胞,同时给予不同浓度的葡萄糖(0、5.5、15、25 mmol/L)干预,通过观察骨吸收陷窝数量和面积比及破骨细胞膜表面整合索αvβ3(CD61)表达水平分析葡萄糖对破骨细胞骨吸收功能的影响.结果 (1)高糖(25 mmoL/L)组培养7 d骨吸收陷窝数量和面积比与其他3组相比明显增多(P＜0.05或P＜0.01).(2)高糖组破骨细胞膜表面CD61表达量及平均荧光强度3 d时与其他3组相比均明显上调(P＜0.05或P＜0.01);5、7 d时与对照组(0 mmol/L)相比明显上调(P＜0.05).结论 高糖可增强破骨细胞的骨吸收功能,这可能是糖尿病骨质疏松的发病机制之一.     

糖基化终末产物对破骨细胞骨吸收功能的影响祆

目的观察糖基化终末产物(AGEs)对破骨细胞骨吸收功能的影响.方法用人血清白蛋白和葡萄糖恒温孵育制备人AGEs,采用甲苯胺蓝染色和图像分析评价AGE对破骨细胞形成骨吸收陷窝的影响.结果低浓度AGEs(50～200 μg/ml)对骨吸收陷窝的面积和数目无明显影响;只有高浓度AGEs(500～1000 μg/ml)才能促进骨吸收陷窝面积的扩大和数目增加(P＜0.05).结论 AGE可能促进破骨细胞的骨吸收功能.     

破骨细胞凋亡与骨代谢

细胞凋亡又称细胞程序性死亡 ,是机体为维持内环境稳定 ,由基因控制的细胞自主的有序性死亡。随着细胞生物学、遗传学、分子生物学的发展 ,发现细胞凋亡与多细胞有机体的个体发育、调控、正常生理活动的维持、某些疾病的发生及其细胞恶变均有密切关系〔1〕。近年研究表明 ,破骨细胞凋亡在骨代谢调控和绝经后骨质疏松症等骨代谢疾病的发生、发展过程中具有重要意义。　　一、破骨细胞凋亡表现　　骨的新陈代谢表现为旧骨不断被吸收 ,新骨随之持续形成 ,即骨重建。承担骨重建的基本多细胞单位 (ｂａｓｉｃｍｕｌｔｉｃｅｌｌｕｌａｒｕｎｉｔ,…     

氟铝及联合作用对体外培养大鼠破骨细胞数量及骨吸收功能的影响

目的 观察单纯氟、铝及氟铝联合作用对体外培养大鼠破骨细胞功能的影响,探讨其作用机制.方法 机械分离法作用于新生SD大鼠四肢长骨,于TC199培养液(含10％胎牛血清)中获得破骨细胞和骨髓基质细胞,将破骨细胞接种于96孔培养板和象牙薄切片培养,骨髓基质细胞接种于6孔培养板培养.2h后换液并染毒(氟化钠和氯化铝),分为对照组(氟化钠和氯化铝浓度均为0 mol/L)、氟组(氟化钠1.0×10-4 mol/L)、铝组(氯化铝1.0×10-5 mol/L)和氟铝联合组(氟化钠1.0×10-4 mol/L,氯化铝1.0×10-5 mol/L).培养5d后,对培养板中破骨细胞进行抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色,光镜下检查破骨细胞数目;象牙薄切片经1％甲苯胺蓝染色,光镜下分析破骨细胞骨吸收陷窝面积.骨髓基质细胞染毒培养8h后提取总RNA,实时荧光PCR法测定骨保护素(OPG)和细胞核因子κβ受体活化因子配体(RANKL)的表达量水平.结果 ①氟、铝、氟和铝的交互作用对破骨细胞数量均有影响(F值分别为7.15、6.56、7.98,P均＜0.05),氟组、铝组及氟铝联合组破骨细胞数量[(136.9±22.99)、(135.4±23.5)、(163.0±24.4)个/孔]均高于对照组[(92.5±22.1)个/孔,P均＜0.05],氟铝联合组高于氟组和铝组(P均＜0.05).②氟组、铝组及氟铝联合组对破骨细胞骨吸收陷窝面积均有影响(F值分别为10.47、12.64、14.29,P均＜0.05),氟组、铝组及氟铝联合组骨吸收陷窝面积[(0.242±0.031)、(0.293±0.026)、(0.333±0.016)mm2/片]均高于对照组[(0.088±0.030)mm2/片,P均＜0.05],氟铝联合组高于氟组和铝组(P均＜ 0.05).③氟、铝、氟和铝的交互作用对RANKL/OPG mRNA表达量的比值均有影响(F值分别为8.15、15.38、23.59,P均＜0.05),氟组、铝组、氟铝联合组[(193.98±137.93)％、(326.11±176.78)％、(599.84±275.82)％]均高于对照组[(100.00±56.02)％,P均＜0.05],氟铝联合组高于氟组和铝组(P均＜0.05).结论 氟、铝均可引起体外培养破骨细胞数量增多,促进其分化、增强骨吸收活性,该作用可能与其上调RANKL/OPG mRNA表达量比值有关.同时,氟铝联合作用对破骨细胞活性的刺激有叠加效果.     

IGF-Ⅰ对破骨细胞骨吸收的促进作用依赖于成骨细胞的协同

目的 探讨胰岛素样生长因子Ⅰ (IGF-Ⅰ)对破骨细胞骨吸收的促进作用是否需要成骨细胞的协同.方法 体外培养MC3T3小鼠成骨细胞及NF-κB受体的配体(receptor activator of NF-κB ligand,RANKL)诱导分化成熟的破骨细胞,分别给予重组人胰岛素样生长因子Ⅰ(rhIGF-Ⅰ)进行干预,Western印迹检测IGF-Ⅰ受体的活化情况.以0、10 ng/ml的rhIGF-Ⅰ直接干预破骨细胞或与成骨细胞在Transwell双层培养板中共培养的破骨细胞,MTT法测定破骨细胞增殖;流式细胞仪检测破骨细胞凋亡率;实时PCR检测组织蛋白酶K基因的表达.将不同方式干预的破骨细胞接种在骨磨片上,光镜观察骨吸收陷窝的形成.结果 在成骨细胞、破骨细胞表面均检测到可被IGF-Ⅰ激活的IGF-Ⅰ受体.仅在成骨细胞、破骨细胞共培养时rhIGF-Ⅰ能够促进破骨细胞活细胞的增殖(P＜0.05);抑制破骨细胞的凋亡(P＜0.05);上调组织蛋白酶K基因的表达(P＜0.05);增加骨吸收陷窝的数量及面积.IGF-Ⅰ对单独培养的破骨细胞则作用不明显.结论 IGF-Ⅰ对破骨细胞骨吸收的促进作用需要成骨细胞的协同.     

雌激素对体外培养破骨细胞功能的影响

目的　探讨雌激素对体外培养破骨细胞功能的影响。　方法　利用酶动力学法测定培养基中酸性磷酸酶 (ACP)和抗酒石酸酸性磷酸酶 (TRAP)活性 ;共聚焦显微镜观察破骨细胞内氢离子随雌激素浓度的变化情况 ;LeicaQuantimet 5 0 0图像分析系统对骨吸收陷窝进行图像分析 ;扫描电镜观察骨吸收陷窝变化。　结果　随着雌激素浓度的升高 ,处理组与对照组ACP和TRAP的活性分别从(1 6 9± 0 13)U/L和 (1 6 0± 0 14)U/L降低到 (1 16± 0 31)U/L和 (0 93± 0 34)U/L(均为P <0 0 1) ,骨吸收陷窝的数目与面积从 (13 2 5± 1 5 2 )个 /片和 (4 82 2 7± 2 2 5 2 3) μm2 减少到 (4 6 8± 0 2 4)个 /片与(35 6 35± 145 41) μm2 ,处理组与对照组比较差异具有显著性意义 (P <0 0 1)。破骨细胞相对荧光值经过短暂的下降后持续上升 ,在第 12 0 0s时达到最高值。　结论　雌激素能够抑制氢离子释放 ,同时能改变ACP和TRAP活性 ,因而能直接抑制破骨细胞的骨吸收功能。     

降钙素对体外培养破骨细胞功能的影响

目的　观察降钙素对体外培养破骨细胞功能以及成骨细胞的骨保护素 (OPG)、细胞核因子 κB受体活化因子配基 (RANKL)的表达的影响。方法　分别用酶消化法和机械分离获得新生SD大鼠成骨细胞、破骨细胞 ,在培养液中分别加入不同浓度的降钙素 ,以抗酒石酸酸性磷酸酶 (TRAP)染色观察破骨细胞数目、形态 ,Image ProPlus图像软件分析骨片上骨吸收陷窝的数目和面积。用RT PCR方法观察成骨细胞OPG、RANKL的表达。结果　各组破骨细胞数目随着降钙素浓度增加而减少 (P <0 .0 5 )。骨片培养5天 ,吸收陷窝计数的结果显示 ,10 -14 mol/L以上浓度降钙素对破骨细胞吸收功能均有明显抑制作用 ,并呈剂量相关性。 10 -12 mol/L组陷窝面积为对照组的 49% (P <0 .0 1) ,10 -8mol/L组为对照组的 3 0 % (P <0 .0 1)。降钙素组破骨细胞OPGmRNA表达较对照组升高 ,RANKL降低 (均P <0 .0 5 )。结论　除了直接作用于破骨细胞外 ,降钙素还通过影响成骨细胞上OPG、RANKL的分泌间接调控破骨细胞功能 ,抑制骨吸收。     

破骨细胞在类风湿关节炎骨破坏中的研究进展

慢性滑膜炎伴关节软骨和骨的破坏是类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)的基本特征,而骨的破坏直接导致畸形和伤残.目前越来越多的证据表明:破骨细胞在骨的侵蚀过程中起着核心作用.对核因子(NF)-κB受体激活剂配基(RANKL)基因或c-fos基因进行敲除,或者使用骨保护素(OPG),可以使动物模型缺乏成熟的破骨细胞,虽然局部炎症可以很严重,但是却不会发生骨的侵蚀.这些动物实验表明,炎症不一定导致骨的破坏,只有在破骨细胞存在的情况下才会发生骨的破坏.本文就破骨细胞在RA骨破坏中的研究进展作一综述.