成骨細胞與破骨細胞的研究探討

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1、47林文彬成骨細胞與破骨細胞的研究探討林文彬林園中醫(yī)診所臺北市立聯(lián)合醫(yī)院中興院區(qū)摘要成骨細胞是骨形成過程中的重要功能細胞。70年代中期還認爲破骨細胞與成骨細胞爲共同的祖代來源，但自80年代初開始，認識到破骨細胞來源於單核吞噬細胞系統(tǒng)之外的骨髓生血細胞系統(tǒng)，爲獨立於骨髓幹細胞系統(tǒng)的一個細胞系。成骨細胞的功能是合成、分泌膠原與糖蛋白，形成骨基質(zhì)；參與破骨細胞性骨吸收的調(diào)控作用；維持骨的代謝平衡。而破骨細胞是一個高度分化的多核大細胞，其主要功能爲吸收骨，成骨細胞受下列因數(shù)調(diào)節(jié)：轉(zhuǎn)化生長因數(shù)β(TGF-β)、1，25(OH)2D3、胰島素樣生長因數(shù)(IGF)、白細胞介素1(I

2、L-I)、雌激素、腫瘤壞死因數(shù)α(TNFα)、骨形成蛋白(BMP)，骨吸收的主要調(diào)節(jié)因數(shù)有：降鈣素(CT)、甲狀旁腺激素(PTH)、前列腺素(PGs)、活性維生素D3(1，25(OH)2D3)、細胞因數(shù)、腫瘤壞死因數(shù)(TNFα、β)、干擾素(IF)、白細胞介素-18(IL-18)、白細胞介素-17(IL-17)。關鍵詞：成骨細胞　破骨細胞47林文彬前言骨質(zhì)疏鬆癥是骨吸收與骨形成之間的平衡被打破，骨吸收佔優(yōu)勢而使骨量減少，成骨細胞和破骨細胞是骨組織特有的兩種細胞，在激素及細胞因數(shù)等作用下作用於骨，是骨代謝過程中的重要核心細胞。故對成骨及破骨細胞的研究，對於理解骨質(zhì)疏鬆的

3、發(fā)病及藥物的療效都具有重要意義。成骨細胞及破骨細胞的來源（一）成骨細胞的來源成骨細胞(OsteoblastOB)是骨形成過程中的重要功能細胞。成骨細胞的主要功能是分泌骨基質(zhì)(包括膠原與糖蛋白)及進行合成。其分泌的膠原95％爲I型膠原蛋白(1)。此外還有少量的Ⅲ型、IV型及V型膠原，可見於小鼠、雞和人胚的成骨細胞。成骨細胞還參與破骨細胞性骨吸收的調(diào)節(jié)，兩者是骨代謝過程中的重要核心細胞。成骨細胞的起源，經(jīng)大量研究現(xiàn)己公認：成骨細胞來源於末分化的多潛能幹細胞，這種幹細胞具有分化爲多種細胞類型的特徵，在各種調(diào)控因數(shù)的作用下，通過複雜的分子機制，間充質(zhì)多潛能幹細胞可以分化爲成骨

4、細胞、成纖維細胞、脂肪細胞以及肌細胞等。當成骨細胞的祖代細胞接近骨表面時，則演化爲具有分泌、合成膠原基質(zhì)的成骨細胞。當類骨質(zhì)經(jīng)過礦化過程以後，成骨細胞己進入分化的終末階段，其本身包埋於礦化的骨基質(zhì)中成爲骨細胞。成骨細胞本身並不增殖，在體內(nèi)無增殖能力。但是將成骨細胞進行體外培養(yǎng)，則具有分裂能力。47林文彬被埋入礦化骨基質(zhì)後的成骨細胞己成熟爲骨細胞，並成爲終末分化細胞。骨細胞以其身的許多胞漿突起，相互連接，傳遞資訊及進行物質(zhì)交換。新形成的骨細胞具有一定的活性；逐漸老化的骨細胞則體積縮小，細胞核發(fā)生萎縮，失去活性，最終被骨吸收過程中的吞噬細胞消化、吸收。此外，來源於未分化的

5、間充質(zhì)中多潛能成骨細胞系中，還有一種類型細胞爲骨內(nèi)襯細胞被覆於骨的表面，呈扁平狀、橢圓型胞核，無成骨及破骨功能。經(jīng)研究認爲，這種帖附於骨表面的骨內(nèi)襯細胞，參與了破骨細胞性骨吸收過程，並對骨代謝過程中的鈣、磷在細胞外液中的流動起了調(diào)控作用。由此可見成骨細胞處於功能活躍狀態(tài)時，分泌全盛骨基質(zhì)，最終包埋於骨基質(zhì)中；而無成骨功能的細胞，最終以骨內(nèi)襯細胞形式被覆於骨的表面呈休止態(tài)。（二）破骨細胞的來源破骨細胞是高度分化的多核巨細胞，直接參與骨吸收，是骨組織吸收的主要功能細胞。破骨細胞的來源：由於長期以來對於破骨細胞(Osteoclast，OC)的來源問題一直不清楚，給研究工作帶

6、來許多困難，因而對臨床各種骨疾患的診斷及其防治，也不可能進一步深入和提高。對於破骨細胞來源的認識，在二十世紀40-70年代，普遍應用的經(jīng)典理論爲多潛能的骨源細胞學說，認爲破骨細胞是由骨源細胞融合而成。直至70年代中期還認爲OC與成骨細胞(OB)爲共同的祖代來源。這種觀點多年來一直是個疑問，不能被證實，現(xiàn)已被否定。自80年代初開始，提出了OC來源於骨外生血系統(tǒng)，自此又出現(xiàn)了三種不同觀點：1.OC源於單核吞噬細胞系統(tǒng)，即由單核細胞融合而成，這一觀點現(xiàn)已被否定。2.OC與單核吞噬細胞共同來源於骨髓生血系統(tǒng)的同一前身細胞，之後各自向不同方向分化。這一假說也被實驗研究所推翻。研

7、究表明，由骨髓而來的單核細胞經(jīng)培養(yǎng)之後，可以分化爲破骨細胞，但是末梢血中的單核細胞與腹腔中的單核巨噬細胞，經(jīng)培養(yǎng)後並不能形成破骨細胞，而且前者與破骨細胞的細胞膜上有不同的表面抗原，這提示了破骨細胞與單核巨噬細胞兩者不是來自共同的祖代。3.OC來源於單核吞噬細胞系統(tǒng)之外的骨髓生血細胞系統(tǒng)，爲獨立於骨髓幹細胞系統(tǒng)的一個細胞系(2)。Walker曾採用患有硬化病的小鼠及正常小鼠進行了血循聯(lián)體實驗，結(jié)果患硬化病的小鼠恢復了正常。研究表明，破骨細胞胞漿中碳酸酣酶Ⅱ(CAⅡ)基因突變可以引起骨硬化癥的發(fā)生。由此表明，破骨細胞是來源於正常鼠的骨髓生血系統(tǒng)。此外，在