ＲＡＮＫＬ－ＲＡＮＫ－ＯＰＧ骨調(diào)節(jié)軸

摘要：核因子kB受體活化因子配基(receptor activator of NF-kB Ligand，RANKL)是一種Ⅱ型跨膜蛋白，是目前發(fā)現(xiàn)的惟一具有誘導(dǎo)破骨細(xì)胞分化、發(fā)育、發(fā)揮功能的因子；NF-kB受體激活子（receptor activator of NF-kB，RANK）是一種Ⅰ型跨膜蛋白，是RANKL的惟一受體，是RANKL發(fā)揮功能的關(guān)鍵；骨保護(hù)蛋白(osteoprotegerin，OPG)是一種分泌型糖蛋白，與RANKL競(jìng)爭(zhēng)性與RANK結(jié)合抑制骨吸收、促進(jìn)骨形成。RANKL、RANK、OPG形成RANKL-RANK-OPG骨調(diào)節(jié)軸，是影響破骨細(xì)胞分化、發(fā)育、調(diào)節(jié)其功能惟一的、最終的途徑，不僅在多種骨質(zhì)疏松的發(fā)病中起重要作用，而且也為骨質(zhì)疏松的治療開(kāi)辟了廣闊的前景。

關(guān)鍵詞： RANKL；RANK；OPG；RANKL-RANK-OPG軸

中圖分類號(hào)： G804.7文章編號(hào)：1009-783X(2006)06-0061-04文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

在人體骨的重塑過(guò)程中，破骨細(xì)胞是骨重塑的“啟動(dòng)子”，成骨細(xì)胞是骨重塑的“調(diào)節(jié)者”，核因子kB受體活化因子配基(receptor activator of NF-kB Ligand，RANKL) 是骨吸收和骨形成偶聯(lián)的關(guān)鍵。1997年，幾個(gè)不同的研究小組分別發(fā)現(xiàn)了腫瘤壞死因子受體、配體超家族新成員：骨保護(hù)蛋白(osteoprotegerin，OPG)、RANKL、NF-kB受體激活子（receptor activator of NF-kB， RANK）；隨后，多項(xiàng)研究相繼顯示：RANKL、OPG具有調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞分化、發(fā)育、影響其功能的作用，RANK是RANKL、OPG發(fā)揮作用的關(guān)鍵，它們形成一個(gè)骨調(diào)節(jié)軸；從此骨生物學(xué)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。研究表明，RANKL-RANK-OPG軸是影響破骨細(xì)胞分化、發(fā)育、調(diào)節(jié)其功能惟一的、最終的途徑，不僅在多種骨質(zhì)疏松的發(fā)病中起重要作用，而且也為骨質(zhì)疏松的治療開(kāi)辟了廣闊的前景。

1RANKL、RANK、OPG

1.1OPG

1997年SIMONET et al等在對(duì)胎鼠小腸cDNA測(cè)序分析時(shí)于發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的開(kāi)放閱讀框架，編碼一種含401個(gè)氨基酸殘基的蛋白質(zhì)，與腫瘤壞死因子受體（tumor necrosis factor receptor，TNFR）超家族成員具有很高的同源性；因其具有調(diào)節(jié)骨密度作用，故命名為骨保護(hù)蛋白。隨后，幾個(gè)不同的研究小組分別從不同細(xì)胞系中得到破骨細(xì)胞生成抑制因子、腫瘤壞死因子受體樣分子-1、濾泡樹(shù)突狀細(xì)胞收體-1；經(jīng)CDNA 測(cè)序和氨基酸序列分析發(fā)現(xiàn)它們?yōu)橥晃镔|(zhì)，為方便研究，美國(guó)骨礦研究會(huì)于2002年將其統(tǒng)一命名為OPG［1］。

OPG是一種分泌型糖蛋白，以單體形式在胞內(nèi)合成，以雙體形式分泌到胞外，兩種形式在加工過(guò)程中均切除21個(gè)氨基酸信號(hào)肽形成含380個(gè)氨基酸殘基的成熟肽。與其它TNFR超家族成員相比，它缺少跨膜和胞漿區(qū)域。OPG分子包含7個(gè)主要結(jié)構(gòu)域，其N末端包含4個(gè)富含半胱氨酸區(qū)域（D1-D4），與TNFR-1和CD40關(guān)系密切，是其發(fā)揮功能的主要部分；C末端含2個(gè)死亡域?qū)?yīng)域（D5、D6）、1個(gè)包含肝素結(jié)合部位及1個(gè)半胱氨酸殘基（D7），其中，D5、D6可轉(zhuǎn)導(dǎo)破骨細(xì)胞凋亡信號(hào)。人類OPG是單拷貝基因，位于8q23-24上，含5個(gè)外顯子，一個(gè)主要轉(zhuǎn)錄位點(diǎn)和兩個(gè)次要轉(zhuǎn)錄位點(diǎn)，轉(zhuǎn)錄后可得到多種剪切型mRNA，主要產(chǎn)物為2.2-3.0kb，鼠與人OPG轉(zhuǎn)錄長(zhǎng)度有差別，因鼠的OPG cDNA 3′末轉(zhuǎn)錄區(qū)比人的相應(yīng)區(qū)長(zhǎng)529bp。人和鼠的OPG基因表達(dá)方式和部位不同，人體主要在肺、心、腎等處高表達(dá)，在骨和脊髓等組織也可表達(dá)，鼠則在肝、胃、腸、顱骨、肺、心、腎等處高表達(dá)。其表達(dá)受多種細(xì)胞因子調(diào)節(jié)。在骨組織，OPG主要由成骨細(xì)胞產(chǎn)生，淋巴細(xì)胞及乳腺也可產(chǎn)生，其表達(dá)量隨細(xì)胞分化而增高。人與大鼠細(xì)胞分離的OPG有85%同源。

OPG具有抑制骨吸收功能。OPG轉(zhuǎn)基因小鼠OPG（+/+）表現(xiàn)出骨硬化癥；而OPG基因敲除小鼠OPG(-/-)呈現(xiàn)漸進(jìn)加重性骨質(zhì)疏松，皮質(zhì)骨和小梁骨均減少。體外研究結(jié)果顯示：10ng/ml重組OPG可完全抑制體系中破骨細(xì)胞的生成；在成骨細(xì)胞與破骨細(xì)胞共同培養(yǎng)體系中，加入RANKL可形成功能完整的破骨細(xì)胞，加入OPG則完全抑制破骨細(xì)胞功能［2］。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，OPG抑制骨吸收功能通過(guò)與RANKL競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合 RANK來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中，OPG扮演RANKL的誘餌性受體角色。

1.2RANKL

在OPG被發(fā)現(xiàn)的同年，Wong BR［3］和Anderson DM［4］等分別發(fā)現(xiàn)了屬于TNF受體配體家族的新成員：RANKL和TRANCE；1998年，Yaasuda［5］等利用OPG探針從小鼠骨髓基質(zhì)ST2細(xì)胞株克隆出破骨細(xì)胞分化因子（osteoclast differentiation factor，ODF），還有學(xué)者［6］克隆到OPG的配體分子（osteoprotegerin ligand，OPGL），研究證實(shí)它們與RANKL、TRANCE結(jié)構(gòu)完全一致；美國(guó)骨礦研究會(huì)于2002年將其統(tǒng)一命名為RANKL。

RANKL為一種Ⅱ型跨膜蛋白，在體內(nèi)有3種存在方式，膜結(jié)合型胞外C斷脫落形成可溶性分子形式，并以可溶性分子形式發(fā)揮生物活性。人和大鼠RANKL分子分別包含317、316個(gè)氨基酸殘基，具有87％的同源性；人類RANKL基因位于13q14，其啟動(dòng)子區(qū)含有成骨細(xì)胞分化的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子cbaf-1的反應(yīng)元件，RANKL的表達(dá)依賴于cbaf-1的活性，這可能是RANKL偶聯(lián)成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的關(guān)鍵所在，但具體機(jī)制還不清楚。RANKLmRNA可在多種組織表達(dá)，以骨骼和淋巴組織最高，在骨骼，RANKL主要表達(dá)于骨小梁和骨髓；在骨髓基質(zhì)細(xì)胞和成骨細(xì)胞均可檢測(cè)到RANKLmRNA。

RANKL是目前發(fā)現(xiàn)的惟一具有誘導(dǎo)破骨細(xì)胞分化、發(fā)育、發(fā)揮功能的因子。RANKL基因敲除（RANKL－/-）小鼠體內(nèi)出現(xiàn)廣泛的骨硬化，缺乏成熟的破骨細(xì)胞，給予RANKL后癥狀改善；應(yīng)用重組RANKL則使動(dòng)物出現(xiàn)嚴(yán)重的骨質(zhì)疏松和高鈣血癥［7］。體外，在巨噬細(xì)胞集落刺激因子（macrophage colony-stimulating factor ，M-CSF）存在條件下，單純給予RANKL即可使破骨前體細(xì)胞分化成破骨細(xì)胞；RANKL不僅促進(jìn)破骨細(xì)胞的分化，而且呈劑量依賴性地激活成熟的破骨細(xì)胞、延長(zhǎng)其存活時(shí)間、提高運(yùn)動(dòng)和形成骨吸收陷窩的能力；可見(jiàn)，RANKL是調(diào)節(jié)骨吸收的關(guān)鍵因子。它通過(guò)與RANK結(jié)合發(fā)揮功能。

1.3RANK

RANK是RANKL的惟一受體，屬TNF受體家族，是一種Ⅰ型跨膜蛋白。人RANK分子由616個(gè)氨基酸殘基組成，其N末端胞外域有4個(gè)富含半胱氨酸區(qū)域和2個(gè)糖基化位點(diǎn)。人RANK基因定位于18q22.1，其編碼的蛋白質(zhì)在體內(nèi)以兩種方式存在：跨膜蛋白型和可溶型，前者表達(dá)于單核－巨噬細(xì)胞系、破骨細(xì)胞前體細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞等。表達(dá)于破骨細(xì)胞前體細(xì)胞膜表面的RANK介導(dǎo)RANKL的信號(hào)，發(fā)揮調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞分化功能；后者存在于血液循環(huán)中，可與RANKL結(jié)合，但對(duì)破骨細(xì)胞分化起抑制作用。

RANK介導(dǎo)的信號(hào)是破骨細(xì)胞分化、活化的一道關(guān)鍵閘門(mén)［8］。RANKL與RANK結(jié)合后，啟動(dòng)RANKL信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，OPG則與RANKL競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合RANK，RANKL/OPG濃度比決定破骨細(xì)胞分化、成熟及功能。因此，RANKL、RANK、OPG形成了一個(gè)調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞分化、成熟、功能的軸。

2RANKL－RANK－OPG軸

2.1RANKL－RANK－OPG軸與骨重塑

骨重塑發(fā)生在骨表面。按Parfitl AM［9］的觀點(diǎn)，骨重塑是指多細(xì)胞基本單位在穿過(guò)骨表面時(shí)，在開(kāi)始到結(jié)束間一個(gè)狹窄區(qū)域內(nèi)骨吸收與骨形成的轉(zhuǎn)變。多細(xì)胞基本單位指包含多種不同類型細(xì)胞的臨時(shí)性解剖結(jié)構(gòu)，其中，成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞在一定時(shí)間內(nèi)保持空間和時(shí)間上的穩(wěn)定關(guān)系，正是這種穩(wěn)定的關(guān)系為破骨細(xì)胞吸收舊骨后在同一位置由成骨作用形成的新骨取而代之提供了基礎(chǔ)；近期研究結(jié)果進(jìn)一步揭示：成骨細(xì)胞/骨髓基質(zhì)細(xì)胞與破骨細(xì)胞間這種穩(wěn)定的關(guān)系不僅是產(chǎn)生破骨細(xì)胞啟動(dòng)骨吸收、而且是骨吸收與骨形成偶聯(lián)的必要條件，其中，RANKL－RANK－OPG軸起關(guān)鍵作用。

破骨細(xì)胞是骨重塑的“啟動(dòng)子”，來(lái)源于單核／巨噬前體細(xì)胞。成骨細(xì)胞/骨髓基質(zhì)細(xì)胞通過(guò)兩種途徑調(diào)節(jié)其產(chǎn)生、發(fā)育、成熟。一種是通過(guò)分泌M-CSF和RANKL，在M-CSF和RANKL存在的情況下，破骨前體細(xì)胞可直接轉(zhuǎn)變成破骨細(xì)胞，此作用不能被其它任何骨吸收因子代替。另一種是通過(guò)與破骨前體細(xì)胞間的直接接觸，此時(shí)，表達(dá)于成骨細(xì)胞/骨髓基質(zhì)細(xì)胞表面的RANKL激活破骨前體細(xì)胞表面的RANK，引起破骨細(xì)胞系譜的特異基因如：抗酒石酸酸性磷酸酶（tartrate-resistant acid phosphatase，TRAP）、組織激酶K（Cathepsin，CATK）、降鈣素（Calcitonin）受體、β3-intergrin基因等表達(dá)，導(dǎo)致成熟破骨細(xì)胞的發(fā)生。

RANKL可呈劑量依賴性地激活成熟的破骨細(xì)胞。破骨細(xì)胞被激活后啟動(dòng)骨吸收，此時(shí)，破骨細(xì)胞從骨膜釋放、轉(zhuǎn)移、黏附到骨基質(zhì)表面，呈極向化排列，內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生一系列改變?nèi)纾杭?xì)胞骨架的重排、骨表面和基膜間形成一個(gè)密閉的間隔等， TRAP、前－組織激酶K（Pro-CATK）不斷地分泌到吸收陷窩（間隔）中，導(dǎo)致局部骨破壞；同時(shí)，膠原降解產(chǎn)物、可溶性鈣、磷等降解產(chǎn)物則被破骨細(xì)胞處理并釋放到循環(huán)中。

可見(jiàn)，成骨細(xì)胞/骨髓基質(zhì)細(xì)胞表達(dá)、分泌RANKL→激活密切接觸的破骨細(xì)胞／破骨前體細(xì)胞上的RANK→破骨細(xì)胞發(fā)生、成熟→骨吸收、啟動(dòng)骨重塑；同時(shí)，成骨細(xì)胞／骨髓基質(zhì)細(xì)胞表達(dá)OPG，OPG一方面促進(jìn)破骨細(xì)胞凋亡，另一方面與RANKL競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合RANK，抑制破骨細(xì)胞生成、成熟、終止骨吸收，并通過(guò)臨近接觸的成骨細(xì)胞促進(jìn)骨形成。因此，RANKL-RANK-OPG軸是骨重塑中骨吸收與骨形成保持動(dòng)態(tài)平衡的關(guān)鍵。

2.2RANKL信號(hào)途徑及調(diào)節(jié)

經(jīng)由RANK介導(dǎo)，RANKL信號(hào)通過(guò)幾個(gè)不同的途徑轉(zhuǎn)導(dǎo)［10］。TNFR相關(guān)胞漿因子6（TRAF6）是激活這些信號(hào)途徑的關(guān)鍵。RANKL與RANK結(jié)合后，引起RANK結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，并使TRAF6募集到RANK的胞漿域形成RANK-TRAF6-轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β誘導(dǎo)型激酶1（TAK1）結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白2（TAB2）-TAK1受體復(fù)合物，TRAF6、 TAK1進(jìn)一步分別激活Src、IKK和MAPK途徑。

Src途徑Src蛋白是原癌基因Src的表達(dá)產(chǎn)物，可直接與TRAF6結(jié)合，參與破骨細(xì)胞存活、運(yùn)動(dòng)及細(xì)胞骨架重排的調(diào)節(jié)。磷脂酰肌醇3激酶（phosphatidyl inositol kinase，PI3K）和絲氨酸、蘇氨酸激酶是其下游信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)者。研究顯示：脂激酶（SHIP）缺乏的小鼠發(fā)生骨質(zhì)疏松，SHIP對(duì)PI3K起副調(diào)節(jié)作用。

IKK途徑，IKK是kB抑制蛋白激酶，RANKL與RANK結(jié)合后，受體復(fù)合物中的TAK1使IKK活化，導(dǎo)致kB抑制蛋白激酶磷酸化進(jìn)而激活NF-kB，NF-kB可能參與破骨細(xì)胞分化、活化及功能發(fā)揮。

MAPK途徑 MAPK包括JNK、ERK、p38三個(gè)亞群。TAK1分別經(jīng)由MKK7、MEK1、MKK6激活JNK、ERK、p38途徑。其中，JNK和p38途徑與破骨細(xì)胞的分化、成熟及骨吸收密切相關(guān)，ERK 途徑則與破骨細(xì)胞分化的副性調(diào)節(jié)有關(guān)。轉(zhuǎn)錄因子活化蛋白（AP）-1是JNK的下游信號(hào)；p38是應(yīng)力激活蛋白激酶，與轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)子mi/Mitf激活有關(guān)，mi/Mitf控制編碼TRAP、CATK基因表達(dá)，可見(jiàn)，p38途徑在破骨細(xì)胞分化及骨吸收中發(fā)揮重要作用。

各種骨代謝調(diào)節(jié)因子、激素和應(yīng)力參與RANKL－RANK－OPG軸信號(hào)的調(diào)節(jié)。和其它信號(hào)途徑一樣，RANKL－RANK－OPG軸信號(hào)也存在正反饋和負(fù)反饋調(diào)節(jié)。1α，25－（OH）2D3、甲狀旁腺素（parathyroid hormone，PTH)、前列腺素E2(prostaglandin E2，PGE2)、白介素1(interleukin-1，IL-1)、IL-6等骨吸收因子分別通過(guò)維生素D受體介導(dǎo)通路、蛋白激酶A介導(dǎo)通路、gp130/STAT介導(dǎo)通路上調(diào)成骨細(xì)胞/骨髓基質(zhì)細(xì)胞RANKLmRNA表達(dá)；IL-1、 TNF-α分別通過(guò)激活破骨細(xì)胞表面的IL-1R和TNFR1加強(qiáng)RANKL信號(hào)；TGF-β則可增加破骨細(xì)胞表面的RANK上調(diào)RANKL信號(hào)。值得注意的是，上述因子還對(duì)OPG的表達(dá)具有不同的調(diào)節(jié)作用。與此同時(shí)，除Erk 途徑、Src途徑和OPG對(duì) RANKL信號(hào)起負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用外，干擾素（interferon，INF）-β和INF-γ也分別通過(guò)下調(diào)c-Fos的表達(dá)和促進(jìn)TRAF6的降解抑制RANKL信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)。應(yīng)力是骨重塑的指導(dǎo)性因素，早期研究發(fā)現(xiàn)：PGE2和一氧化氮（nitric oxide，NO）是力學(xué)刺激在骨骼中信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的第二信使［11］，通過(guò)RANKL－RANK－OPG軸發(fā)揮骨調(diào)節(jié)作用［12］；近期研究則發(fā)現(xiàn)，24小時(shí)0.17HZ生理水平的應(yīng)變（0.25～2%）可呈劑量依賴性上調(diào)小鼠骨髓干細(xì)胞上內(nèi)皮型一氧化氮合酶mRNA(高峰時(shí)達(dá)對(duì)照組的218±36％)和下調(diào)RANKLmRNA（為對(duì)照組的44±3％）的表達(dá)，Erk1/2抑制劑-PD98059可抑制上述反應(yīng)，JNK抑制劑-SP600125則無(wú)抑制作用，給予NO抑制劑并不影響Erk途徑的激活；結(jié)果顯示：應(yīng)力通過(guò)ERK途徑分別調(diào)節(jié)內(nèi)皮型一氧化氮合酶mRNA和RANKLmRNA的表達(dá)，且Erk途徑的激活不依賴于NO的產(chǎn)生［13］。還有研究顯示：應(yīng)力可通過(guò)PGE2和瘦素參與RANKL信號(hào)的調(diào)節(jié)［14］。

除成骨細(xì)胞、骨髓基質(zhì)細(xì)胞外，激活的T淋巴細(xì)胞也可產(chǎn)生RANKL，從而參與RANKL-RANK-OPG軸的調(diào)節(jié)。

3RANKL－RANK－OPG調(diào)節(jié)軸與骨質(zhì)疏松

目前認(rèn)為，多種因素通過(guò)RANKL－RANK－OPG調(diào)節(jié)軸引起骨量丟失，導(dǎo)致骨質(zhì)疏松的發(fā)生。絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松與雌激素水平下降有關(guān)，動(dòng)物和人體研究均顯示：雌激素可作用于成骨細(xì)胞或基質(zhì)細(xì)胞上具有轉(zhuǎn)錄活性的雌激素受體（estrogen receptor，ER）α引起細(xì)胞表達(dá)OPG，雌激素缺乏可引起骨髓基質(zhì)細(xì)胞和成骨細(xì)胞上OPG表達(dá)降低RANKL表達(dá)升高；補(bǔ)充雌激素可防止這種改變；雌激素治療可抑制破骨細(xì)胞前體對(duì)RANKL的反應(yīng)［1］。Eghbali-Fatourc Chi［15］等對(duì)絕經(jīng)前、絕經(jīng)后早期、絕經(jīng)后年齡相當(dāng)用雌激素治療的婦女骨髓基質(zhì)細(xì)胞(bone marrow stromal cells，BMSCs)、T細(xì)胞、B細(xì)胞上RANKL表達(dá)及骨吸收相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在BMSCs、T細(xì)胞、B細(xì)胞和總的RANKL表達(dá)細(xì)胞，每個(gè)細(xì)胞的RANKL表面濃度指數(shù)在絕經(jīng)后早期組較其他兩組高2～3倍，每個(gè)細(xì)胞的RANKL表達(dá)直接與骨吸收指標(biāo)：血Ⅰ型膠原羧基斷末端肽（C-telopeptide fragment of type I collagen，CTx）、Ⅰ型膠原氨基斷末端肽（N-telopeptide fragment of type I collagen，NTx）、尿NTx直接相關(guān)，而血17β-雌二醇在在所有3個(gè)類型細(xì)胞均與總RANKL表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，作者認(rèn)為，RANKL在骨髓基質(zhì)細(xì)胞表達(dá)的上調(diào)是雌激素缺乏誘導(dǎo)的骨吸收的一個(gè)重要因素。還有研究表明：隨年齡增加，骨髓OPG表達(dá)逐步下降；但有關(guān)血OPG濃度的研究結(jié)果與此并不一致。有研究顯示，在健康女性，血OPG水平與年齡成正相關(guān)（ρ≤0、0001），在骨質(zhì)疏松者，血OPG水平與骨轉(zhuǎn)換指標(biāo)成正相關(guān)，有骨折者血OPG較無(wú)骨折者低，作者認(rèn)為，在骨質(zhì)疏松患者，血OPG與骨轉(zhuǎn)換指標(biāo)顯著相關(guān)可能表明有一個(gè)高水平的RANKL∕OPG表達(dá)，在高骨轉(zhuǎn)換存在條件下，低血OPG濃度可能是骨質(zhì)疏松性骨折的危險(xiǎn)信號(hào)，健康人血OPG年齡相關(guān)性可能是機(jī)體對(duì)骨吸收增強(qiáng)的代償反應(yīng)［16］。但骨髓中OPG表達(dá)與其血濃度間差異的機(jī)制尚不清楚。

在老年性骨質(zhì)疏松和藥物誘導(dǎo)性骨質(zhì)疏松中，RANKL-RANK-OPG調(diào)節(jié)軸也起重要作用。動(dòng)物和人體實(shí)驗(yàn)均顯示，隨年齡增長(zhǎng)，骨組織、骨細(xì)胞的OPG mRNA表達(dá)降低，RANKL表達(dá)升高;OPG與網(wǎng)狀骨量成正相關(guān)［17，18］。近來(lái)，有人提出一個(gè)仍有爭(zhēng)議的假設(shè)：體內(nèi)存在生理性骨年齡相關(guān)因子（bone age-associated factors，BAAFS），這些因子可補(bǔ)充特異性胞內(nèi)信號(hào)，有助于破骨細(xì)胞分化。從動(dòng)物實(shí)驗(yàn)推測(cè)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（transforming growth factor-β，TGF-β）、TNF-α可能是BAAFS的候選者。TGF-β、TNF-α不僅可彌補(bǔ)RANKL介導(dǎo)的信號(hào)，而且可通過(guò)調(diào)節(jié)RANKL、OPG表達(dá)、增強(qiáng)RANKL介導(dǎo)的破骨細(xì)胞分化作用?19?。但TGF-β、TNF-α的增齡性提高有待證實(shí)。研究發(fā)現(xiàn)，在器官移植和某些腎小球腎炎患者，骨質(zhì)疏松快速（最早2周）發(fā)生在應(yīng)用糖皮質(zhì)激素和免疫抑制劑后，這些患者血OPG濃度顯著降低，其降低程度不僅與骨量丟失有關(guān)，而且可預(yù)測(cè)骨質(zhì)疏松性骨折的發(fā)生［20］。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，地塞米松可使成骨細(xì)胞OPG表達(dá)下降90％，RANKL表達(dá)增加4倍；糖皮質(zhì)激素引起的OPG表達(dá)下調(diào)發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平，RANKL上調(diào)可能因RANKL基因啟動(dòng)子區(qū)的糖皮質(zhì)激素反應(yīng)元件被活化所致。

RANKL-RANK-OPG調(diào)節(jié)軸的發(fā)現(xiàn)不僅為闡明骨質(zhì)疏松的機(jī)理提供了依據(jù)，而且為骨質(zhì)疏松的治療開(kāi)辟了廣闊的前景。目前，許多通過(guò)RANKL-RANK-OPG調(diào)節(jié)軸抑制骨吸收、促進(jìn)骨形成的新藥已進(jìn)入臨床試驗(yàn)。

體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)顯示，外源性O(shè)PG可阻斷諸多刺激破骨細(xì)胞的因素，抑制動(dòng)物和人體各種骨質(zhì)疏松模型的骨吸收。PIROW J［21］等首次觀察了OPG對(duì)人體骨代謝的影響，發(fā)現(xiàn)重組OPG(Fc-OPG融合分子) 呈劑量依賴性抑制絕經(jīng)后婦女骨吸收， NTx在用藥（皮下注射，3.0mg／kg）12小時(shí)后就出現(xiàn)下降，在第4天，下降達(dá)80％，6周中，平均下降14％；骨堿性磷酸酶(bone alkaline phosphatase，BALP)在3周后開(kāi)始下降，平均下降30％。作者認(rèn)為，OPG引起的快速NTX降低及BALP的延遲下降說(shuō)明OPG主要作用于破骨細(xì)胞降低骨吸收。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也顯示OPG可顯著改善去卵巢［22］和尾部懸吊動(dòng)物模型［23］的骨丟失和骨生物力學(xué)性能。進(jìn)一步研究［24］發(fā)現(xiàn)，小劑量的OPG給藥主要通過(guò)損壞破骨細(xì)胞結(jié)構(gòu)和骨吸收活性來(lái)降低去卵巢鼠的小梁骨丟失。去卵巢鼠骨小梁明顯減少，接受OPG（0.3mg／kg／天）治療7天后，骨小梁增加，與假手術(shù)組相似，沿骨小梁表面分布的TRAP(+)破骨細(xì)胞數(shù)較假手術(shù)組及去卵巢未治療組無(wú)明顯改變，從微結(jié)構(gòu)上看，OPG未引起破骨細(xì)胞壞死和凋亡，但引起大部分破骨細(xì)胞的皺褶緣消失，破骨細(xì)胞的血管型（vacuolar-type） H+－ATP酶顯著下降。Cheng X［25］等發(fā)現(xiàn)，小分子OPG模擬物-OP3、4，不象OPG阻止RANK與RANKL結(jié)合，而通過(guò)調(diào)節(jié)RANK-RANKL途徑和改變RANK-RANKL受體復(fù)合物生物功能來(lái)抑制去卵巢鼠的骨丟失。

如今，注射用OPG已用于動(dòng)物和人體，顯示出通過(guò)抑制骨吸收改善各型骨質(zhì)疏松的骨丟失的治療效果，而未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重副反應(yīng)。因此，OPG不僅是治療骨質(zhì)疏松而且可能是治療廣泛骨吸收疾病的一個(gè)有用制劑。

4小結(jié)

盡管RANKL-RANK-OPG調(diào)節(jié)軸調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞的分化和功能已為人們熟知，但其獨(dú)特地誘導(dǎo)破骨細(xì)胞終末分化的機(jī)制及其與其它信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑間的關(guān)系還未完全弄清楚；雖然OPG被認(rèn)為為骨質(zhì)疏松的治療開(kāi)辟了廣闊的前景，但在實(shí)際應(yīng)用中還存在許多問(wèn)題，如如何獲得有生理活性的OPG蛋白，OPG半衰期短、能否將其直接應(yīng)用于人體，如何在抑制骨吸收的同時(shí)促進(jìn)骨形成等；對(duì)此，相關(guān)研究已取得初步進(jìn)展，對(duì)其更系統(tǒng).更深入的研究對(duì)于骨質(zhì)疏松癥發(fā)病機(jī)制的理解及臨床預(yù)防、治療具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

［1］MichaelSchoppet，Klans T.Preissner，Lorenz C.HofbauerRank Ligand and osteoprotegerinParacrine Regulators of Bone Me-tabolism and Vascular Function.Arterioscler Thromb Vasc Biol，2002，22(4):549-553

［2］曾曉峰，趙建寧.腫瘤壞死因子受體和配體.超家族的新成員.生命的化學(xué)，2003，23(4):252-255

［3］Anderson DM，Maraskovsky E，Billingsley WL，et al.A homo-logue of the TNF receptor ang its ligand enhance T-cell grouth and dendritic cell function.Nature，1997，390:175-179

［4］Wong BR，Rho J，Arron J，et al.TRANCE is a novel ligand of the tumor necrosis factor receotor family that activates c-Jun N-terminal kinase in T cells.J Biol Chem，1997，272:25190-25194

［5］Yasuda H，Shima N，Nakagawa N，et al.Osteoclast differen-tiation factor is a ligand for osteoprotegerin/osteoclastog-enesis-inhibitory factor and is identical to TRANCE/RANKL.Proc Natl Acad Sci USA，1998，95:3597-3602

［6］Lacey DL，Timms E，Tan HL，et al.Osteoprotegerin ligand is a cytokine that regulates osteoclast differentiation and activation.Cell，1998，93:165-176

［7］廖二元，譚利華.代謝性骨病學(xué).人民衛(wèi)生出版社.2002，11:209-241

［8］Morinaga T，Nakagawa N，Yasuda H，et al.Cloning and char-acterization of the gene encoding human osteoprotegerin/osteo-clastogenesis inhibitory factor.Eur J Biochem，1998，254:685-691

［9］Parfitl AM，J cell Biochem，1994，55(3):273-286

［10］Boyle W.J，Simonet W.S，Laceu D.L.Osteoclast differenti-ation and activation.Nature，2003，423:337-342

［11］葉超群，紀(jì)樹(shù)榮.力學(xué)刺激在骨骼中的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo).中華物理與康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志，2005，12:

［12］Turner CH，Robling AG.Mechanical loading and bone for ma-tion.Bonekey-Osteovision，2004，1(9):15-23

［13］Rubin J，Murphy TC，Zhu liping，et al.Mechanical strain dif-ferentially regulates endothelial nitric-oxide synthase and recepor activator of Nuclear kB Ligand Expression via ERK1/2 MAPK.J Biol Chem，2003，278(36):34018-34025

［14］Gordeladze JO，Reseland JE.A unified model for the action of leption on bone turnover.J Cell Biochem，2003，88(4):706-712

［15］Eghbali-Fatourechi G，Khosla S，Sanyal A，et al.Role of Rank Ligand in mediating increased bone resorption in early postmenopausal women.J Clin Invest，2003，111(8):1120-1122

［16］Fahrleitner-Pamner A，Dobnig H，Piswanger-Soelkner C，et al.Osteoprotegerin serum levels in women:correlation with age，bone mass，bone turnover and fracture status.Wien klin Wochenschr.2003 May 15;115(9):291-297

［17］傅剛，杜靖遠(yuǎn)，楊述華，等.成人成骨細(xì)胞骨保護(hù)蛋白的表達(dá)與年齡關(guān)系的研究.中華實(shí)驗(yàn)外科雜志，2001，18(6):583-584

［18］Cao J，Venton L，Sakata T，et al.Expression of RANKL and OPG correlates with age-related bone loss in male C57BL/6 mice.J Bone Miner Res.2003 Feb，18(2):270-272

［19］Choi Y.Regulation of osteoclastogenesis by immuno-regulatory molecules.Minneapolis，MN:Paper presented at:25th Annual Meeting of the American Society for Bone and Mineral Research;September 21，2003

［20］Fahrleitner A，Prenner G，Leb G，et al.Serum osteoprotegerin is a major determinant of bone density development and prevalent vertebral fracture status following cardiac tran-splantation.Bone.2003 Jan;32(1):96-106

［21］PIROW J，BEKKER，DONNA HOLLOWAY，et al.The Effect of Single Dose of Osteoprotegerin in Postmenopausal Women. J Bone Miner Res.2001;16(2):348-360

［22］Kosten uik P J，Capperelli C，Morony S，et al.OPG and PTH-(1-34) have additive effects on bone density and mechanical strength in osteopenic ovariectomized rats.Endocrinology.2001 Oct;142(10):4295-4304

［23］BATEMAN T T，DUNSTAN C R，F(xiàn)ERGUSON V L，et al.Osteoprotegerin Mitigates Tail Suspension-induced Osteo-penia.Bone.2000;26(5):443-449

［24］Shimizu-Ishiura M，Kawana F，Sasaki T.Osteoprotegerin admi-nistration reduces femoral bone loss in ovariectomized mice via impairment of osteoclast structure and function.J Electron Microsc.2002;51(5):315-325

［25］Cheng X，Kinosaki M，Taka mi M，et al.Disabling of RANK receptor complex by novel osteoprotegerin like peptido-mimetics restores bone loss in vivo.J Biol Chem.2003 Dec 15