骨细胞在骨重建和维持矿物质稳态中的作用

骨细胞是骨组织中含量最为丰富、分布最广泛的细胞。既往认为骨细胞是相对静止和休眠的细胞, 但事实并非如此。在最近几年里, 骨生物学的知识发生了很大的变化。目前认为骨细胞是维持骨骼正常功能所必需的高度活跃的细胞, 其在骨组织微环境中发挥着重要作用。本文重点介绍了骨细胞的研究现状, 以及骨细胞在骨重建中的作用。除此之外, 骨细胞还具有内分泌功能。它能分泌硬化素(Sclerostin)和成纤维生长因子(FGF-23)。硬化素对个体的骨量起负性调节作用, 而FGF-23可以调节磷酸盐代谢。骨细胞还能感受机械应力, 并将机械应力转化为一系列生物化学信号, 从而对效应细胞(包括成骨细胞和破骨细胞)起作用。因此, 骨细胞在骨生物学中起重要作用。深入了解骨细胞调控成骨细胞和破骨细胞功能的机制, 发现新的骨细胞分子, 可能成为治疗骨质疏松症和其他骨骼疾病的潜在药理靶点。     

机械应力、骨细胞凋亡和骨重建

骨细胞是骨中数量最丰富的细胞,有诸多重要作用。其作为骨组织的机械应力感受细胞,将机械载荷转化为体内生化反应过程,如细胞凋亡,同时产生一些调节成骨细胞和破骨细胞活性的因子和激素,共同参与骨组织的重建。骨细胞凋亡是一些骨代谢疾病的发病机制,可导致骨组织缺失或障碍性。本文简述了外界机械应力通过对成骨细胞和破骨细胞活性的调节,并刺激机体产生激素调节骨细胞凋亡,从而影响骨塑型和骨重建。通过机械应力对骨细胞凋亡调节的研究,为预防、治疗、诊断骨代谢疾病提供新的理论依据。     

糖代谢对骨骼细胞的影响

骨骼细胞之间的相互平衡是维持骨骼健康的重要因素之一,骨骼细胞之间失衡容易造成骨质疏松等骨骼疾病。很多研究表明,糖代谢异常会打破骨形成和骨吸收的平衡,从而引起骨量减少和骨质疏松性骨折等疾病。笔者对成骨细胞、破骨细胞以及骨细胞相关的糖代谢的最新研究进展进行总结,系统剖析糖代谢对成骨细胞、破骨细胞以及骨细胞分化和功能的关键调控作用,为骨质疏松等骨疾病的治疗提供理论指导。     

成骨细胞局部调节的信号传导通路

<正>骨骼是一组不断进行新陈代谢的器官,其代谢的动态平衡依靠成骨细胞和破骨细胞间的相互调节。成骨细胞是骨组织形成的主要功能细胞,还参与破骨细胞的分化及成熟的调节,因此,成骨细胞的调节在骨代谢过程中发挥重要作用。成骨细胞的调节包括全身性调节和局部调节,其中局部调节     

骨靶向治疗研究进展

骨骼不仅是生物体重要的力学支持器官,也是机体的钙磷库,对维持体内钙磷的稳定发挥重要作用。骨组织里包含三种不同类型的细胞,即成骨细胞、破骨细胞和骨细胞,骨重建是维持成年期骨代谢和力学功能的重要机制,需要成骨细胞诱导的骨形成作用和破骨细胞诱导的骨吸收间的动态平衡来实现。任何一方数量或功能的变化必然破坏骨代谢的动态平衡,影响骨代谢,严重时可引起骨质疏松、佩吉特病、转移性骨肿瘤等疾病。骨骼相关疾病已经成为严重威胁我国居民健康的慢性病之一,是影响国家经济、社会发展的重大公共卫生问题。常规的给药方式难于将药物理想递送,"骨靶向"概念的提出,为骨骼相关疾病的治疗提供了新思路与新方法。靶向递送不仅提高药物利用率,还能减轻药物毒副作用。根据靶向目标不同将骨骼靶向药物递送系统分为两种,一种是靶向整个骨组织的药物或载体,如四环素类、双膦酸盐类、仿生蛋白类及放射性药物类;另一种是靶向骨组织里的细胞,如靶向成骨细胞、破骨细胞、骨细胞及干细胞。本文将对此方面的研究进展进行综述。     

肠道微生物对骨骼质量的双向调节作用

人体肠道内的细菌、真菌、病毒、古细菌等共计1000余种微生物共同构成了人体肠道微生物群。肠道微生物在人类黏膜屏障功能、免疫功能、内分泌功能、消化及能量代谢的调节过程中发挥着重要作用。近几年研究发现肠道微生物也能调节骨骼代谢过程。肠道微生物影响骨骼质量的方式主要包括促进炎性因子的表达以刺激破骨细胞生成、作用于内分泌轴调控成骨细胞和破骨细胞活化水平、释放酸性代谢产物形成有利于钙离子吸收肠道环境。另外,肠道微生物还参与调控雌激素水平下降引起的骨丢失过程。可见肠道微生物对骨骼质量的调节作用是双向的,笔者将对此进行简要概述。     

废用性骨质疏松症发病机制研究进展

骨重建是由破骨细胞和成骨细胞调节,废用性骨质疏松症正是骨重建失衡的结果。破骨细胞和成骨细胞之间的生物偶联因素与力学有关。破骨细胞吸收骨质形成“小腔”,导致局部应力集中,成骨细胞募集并成骨,这可能是长期制动导致废用性骨质疏松症的原因。此外,某些神经细胞产生的相关肽及神经递质,如降钙素基因相关多肽、P物质可以调节成骨细胞和破骨细胞的分化,在维持骨密度方面发挥着重要作用。     

微重力对骨稳态调节作用的相关研究进展

骨稳态的维持需要破骨细胞、成骨细胞和骨细胞的信号传导以及干细胞的增殖分化参与。微重力导致机械载荷减少进而改变骨稳态内细胞代谢。本综述介绍微重力对骨稳态的调节关系,以及其作用机制。微重力使成骨细胞增殖分化延迟,破骨细胞吸收增强,骨细胞溶解,巨噬细胞介导免疫炎症因子调控成骨和破骨平衡。骨骼系统的调节机制复杂,各细胞类型相互影响,多信号通路交叉作用。未来还需进一步探索骨稳态失调引起的骨质疏松的治疗靶点。     

骨细胞对破骨细胞形成和功能的影响

破骨细胞的骨吸收作用和成骨细胞骨形成作用的交替进行维持了骨量的平衡。破骨细胞可以选择性吸收损伤部位的骨质,其激活和定位机制目前还未阐明。近年来的研究认为骨细胞是感知骨环境的基本单位,而且骨细胞还可以将所感知的信号传递给其它骨细胞,骨衬细胞,成骨细胞及破骨细胞等。对骨细胞和破骨细胞的研究中发现骨细胞可能在破骨细胞的激活和定位中起到了重要的作用,但是具体机制还有待研究。     

胰岛素样生长因子在骨生长,修复及改建中的作用

胰岛素样生长因子是骨组织细胞的极其重要的局部调节因子之一。一方面，通过内分泌、自分泌或旁分泌方式刺激成骨细胞的分化、增殖及其基质的形成，促进骨生长与修复；另一方面，通过介导作用，调节成骨细胞和破骨细胞泊分化形成及其功能活性，在骨改建偶联过程中发挥着重要的作用。