成骨细胞骨形成机制研究论文

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1、成骨细胞骨形成机制研究论文骨不断地进行着重建，骨重建过程包括破骨细胞贴附在旧骨区域，分泌酸性物质溶解矿物质，分泌蛋白酶消化骨基质，形成骨吸收陷窝；其后，成骨细胞移行至被吸收部位，分泌骨基质，骨基质矿化而形成新骨。破骨与成骨过程的平衡是维持正常骨量的关键。成骨细胞是骨形成的主要功能细胞.freelyc、c-fos、c-jun；与细胞周期有关的基因有组蛋白、细胞周期素基因。在颅盖骨分骨细胞培养中观察到细胞从颅盖骨中分离后很快即出现最高水平的c-fosmRNA表达，比c-myc和H4组蛋白基因表达早许多。c-mycmRNA常在1天后表达达到高峰，H4组蛋

2、白基因表达伴随细胞内DNA合成，与增殖密切相关［5］。c-fos、c-jun基因表达在增殖晚期明显下调，同时伴随成骨细胞增殖减慢，细胞由增殖期进入分化期。c-fos对成骨细胞增殖的作用在体内实验中也得到证实，如在人的长骨与胚胎骨生长旺盛的区域c-fos原癌基因高表达。另有报道，c-fos高表达的小鼠中骨形成也会增加，这些均证明c-fos与成骨细胞增殖有关。而且c-fos与c-jun编码的蛋白质c-fos,C-jun能形成异二聚体，作为转录因子结合到基因启动子区的AP-1位点，已观察到在增殖的成骨细胞中有很高的AP-1结合活性，而在增殖下调后，这种高

3、活性也明显改变，这说明原癌基因可能通过c-fos/c-jun复合物来调节细胞增殖［2］。在成骨细胞增殖期，同时还能表达的基因有表皮生长因子(FGF)、胰岛素样生长因子(IGF)、转化生长因子β(TGFβ)、Ⅰ型胶原、纤维连接素(fibronectin)等基因［6］。在细胞增殖晚期，与细胞周期与细胞增殖相关的基因表达下降，而编码细胞外基质成熟的蛋白的基因开始表达，在分化早期主要是碱性磷酸酶表达，因此碱性磷酸酶被认为是细胞外基质成熟的早期标志，AKPmRNA表达此时可增加10倍以上。有学者用羟基脲抑制成骨细胞增殖，加入羟基脲1小时后观察到DNA合成和H

4、4组蛋白mRNA下降90%，与此同时，AKPmRNA增加4倍，证明增殖下调可提前诱导AKPmRNA表达［5，7］。成骨细胞分泌AKP和钙盐结晶体至细胞外基质中，AKP使局部磷酸含量增高，促使基质矿化。在细胞外基质成熟期，胶原继续合成并相互交联、成熟。在成骨细胞分化晚期，当培养细胞进入矿化期，细胞内的AKP活性下降，而与细胞外基质中羟磷灰石沉积相关的基因表达达到高峰，如骨桥蛋白(osteopontin)、骨钙素、骨唾液酸蛋白(bonesialoprotein)基因。骨钙素等非胶原蛋白分泌至细胞外基质中，与钙、磷结合，然后，沿胶原分子的长轴，钙和磷结合

5、到胶原分子的侧链的胶原氨基酸残基上，形成羟磷灰石结晶。在用羟基脲抑制增殖的实验中同时可观察到，与AKP不同，骨钙素，骨桥蛋白的mRNA表达不因增殖抑制而增加，证明它们与增殖无关而可能与矿化基质中成骨细胞分化有关。ORNA表达，同时显著增加IGFBP-4蛋白分解。在SaOS-2细胞系中，PTH增强IGFBP-4的结合活性及抑制IGFBP-4蛋白酶活性，从而对成骨细胞产生抑制作用，而雌二醇可以消除PTH的这些作用。此外，皮质激素能抑制IGFBP-5表达而1，25(OH)2D3刺激IGFBP-4表达从而二者均抑制成骨细胞增殖［9，12］。3.2转化生长因

6、子(TGFβ)TGFβ超家族包括TGFβs，骨形态蛋白2-7(BMPs2-7)，肌动蛋白(actin)，抑制素(inhibitin)。TGFβ合成初期是一种无活性的大分子复合物。骨基质中有大量的无活性TGFβ，当pH降低或纤溶酶及组织蛋白酶激活时，可使无活性的TGFβ活化。骨组织中骨吸收区pH值较低，可使TGFβ活化，因为TGFβ对成骨细胞骨形成产生重要影响，因此TGFβ可以调节骨吸收区新骨的形成。TGFβ对骨形成作用很复杂。在体外培养中TGFβ可以抑制或刺激成骨细胞增殖。这些矛盾的结果部分由于各个实验中所使用的TGFβ浓度，细胞密度，细胞来源不同

7、［13］。TGFβ刺激非转化的成骨细胞DNA合成及细胞增殖，同时，TGFβ诱导c-fos原癌基因表达，而用c-fos反义mRNA能阻断TGFβ的致有丝分裂作用，证明c-fos表达在TGFβ诱导的成骨细胞增殖中有重要意义。目前，对TGFβ对成骨细胞分化功能的影响存在不同的结论，有报道，在原代成骨细胞培养中，TGFβ抑制AKP和骨钙素的合成。但另有学者报道，TGFβ可以明显促进细胞外基质的合成，刺激胶原、骨连接素(osteonectin)和骨桥蛋白合成，增加骨基质沉积率［14］。另外，TGFβ1减少胶原酶转录并加速胶原酶mRNA降解，这有利于维持骨中的

8、胶原基质。在体实验中，实验动物接受TGFβ2系统性治疗能使其小梁骨的形成增加，并且在鼠股骨骨膜下注射TGFβ1和TGFβ2