成骨细胞对磨损微粒相关因子的生物学反应

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1、成骨细胞对磨损微粒相关因子的生物学反应：蔡贤华，陈安民，陈庄洪磨损微粒是引起假体周围骨溶解及无菌性松动的重要因素［1～3］，但此过程是一个渐进复杂的病理过程。当假体周围细胞(包括成骨细胞、巨噬细胞、成纤维细胞和破骨细胞等)受到磨损微粒持续刺激时，将释放IL1、IL6、肿瘤坏死因子α(tumornecrosisfactorα，TNFα)［2］、单核细胞化学趋化蛋白1(monocytechemoattractantprotein1，MCP1)［4］、IL8［4］、前列腺素E2(prostaglandinE2，PGE2)［5］、基质金属蛋白酶(matrixmet

2、alloproteinases，MMP)［6］及转化生长因子β1(transforminggroanosteoblasts，HOB)、MG63细胞表达MMP1［21］，IL6还可诱导小鼠成骨细胞MMP2、MMP3及MMP13表达［6］，直接引起细胞外骨基质降解。目前认为，这些由假体周围细胞释放的相关因子最终主要是通过影响成骨细胞OPG及OPGL表达水平来调控破骨细胞形成与功能［7～9］。研究结果显示，OPGL是刺激破骨细胞分化、激活并抑制破骨细胞凋亡的基本因素，其作用能被其诱饵受体――OPG阻断，后者通过中和性结合OPGL而发挥骨保护作用，两者表达量及其相

3、对比值可能决定着假体骨整合或松动的发生［7～9］。据体外研究证实，IL1β［22］、TNFα［22］、TGFβ1［14］增加成骨细胞OPG基因及蛋白质表达，并发挥骨保护作用，而PGE2能降低其释放，有利于OPGL作用的发挥［23］；IL1β［22］、TNFα［22］、IL11［7］及PGE2［7］则促进OPGLmRNA及蛋白质的表达，从而促进破骨细胞分化成熟并增加其活性，而TGFβ1则下调其表达，抑制骨溶解吸收［14］。值得注意的是，IL1β与TNFα能同时上调成骨细胞OPG和OPGL表达水平［22］，而一般认为其为促骨吸收因子，这意味着两者极有可能引起O

4、PGL/OPG的比值增加，从而导致OPGL与核因子κB受体活化因子(receptoractivatorofNFκB，RANK)结合增加，引起骨溶解［22］。此外，IL1β与TNFα还能引起其他促骨吸收因子的释放［17，19］，也有助于其实现骨溶解作用。尽管如此，但并非所有假体周围相关因子发挥作用都需要OPG和OPGL介导。如IL6促进破骨细胞分化的作用受体在成骨细胞上［20］，但其并不影响成骨细胞OPG和OPGL的表达［22］；而IL1虽然能调控成骨细胞OPG和OPGL表达水平［22］，但其也可直接促进破骨细胞融合及功能活化［24］；TNFα在巨噬细胞集落

5、刺激因子存在的前提下，可直接引起假体周围巨噬细胞分化成破骨细胞［25］。这些现象表明在假体周围极可能存在着其他的介导机制。当假体周围大量磨损微粒形成及炎性介质释放时，这些特殊机制将会发生作用［25］。5结语综上所述，磨损微粒刺激假体周围细胞所释放的相关因子，在体外不同程度地影响了成骨细胞的活性、增殖、表型及其功能。成骨细胞这些变化能影响假体周围骨床的改建与骨长入［2］，引起假体周围骨溶解及假体松动。这些因子引起成骨细胞OPGL、OPG及其比值表达的变化可能是其主要分子作用机制。由于磨损微粒及其相关各种因子在体内构成了一个复杂的网络，可单独或联合作用于假体周

6、围细胞，因此，假体周围骨溶解及无菌性松动的机制非常复杂。进一步阐明这些相关因子对成骨细胞的生物学作用及其在体内与体外作用的对应关系，将是一项很有意义的工作。参考文献：［1］，MaT，etal.Pharmacologicmodulationofperiprostheticosteolysis［J］.ClinOrthop，2005，(430)：3945.［4］FritzEA，GlantTT，VermesC，etal.TitaniumparticlesinducetheimmediateearlystressresponsivechemokinesIL8andM

7、CP1inosteoblasts［J］.JOrthopRes，2002，20：490498.［5］PiolettiDP，TakeiH，Kparticlesphagocytosedbyosteoblasts［J］.JBiomedMaterRes，1999，46：399407.［6］KusanoK，MiyauraC，InadaM，etal.Regulationofmatrixmetalloproteinases(MMP2，3，9，and13)byinterleukin1andinterleukin6inmousecalvaria：associationofMM

8、PinductionaN，NagkagaoleculesRANKL