摘要：骨保護(hù)素（osteoprotegerin，OPG）又稱護(hù)骨素，是一種新發(fā)現(xiàn)的由成骨細(xì)胞分泌的糖蛋白，屬于缺乏跨膜結(jié)構(gòu)域的腫瘤壞死因子受體超家族（TNF receptor）成員，主要通過與核因子κB 受體活化因子配體（receptor activator for nuclear factor-κB ligand，RANKL） 結(jié)合競爭性抑制核因子κB 受體活化因子（receptor activator for nuclear factor-κB，RANK）與RANKL 的結(jié)合，抑制破骨細(xì)胞基因的轉(zhuǎn)錄、分化、活化成熟及誘導(dǎo)破骨細(xì)胞的凋亡，從而促進(jìn)骨的形成，抑制骨的吸收，對骨組織損傷的修復(fù)有重要作用。本綜述就骨保護(hù)素在骨修復(fù)過程中的應(yīng)用做一闡述。

關(guān)鍵詞：骨保護(hù)素；骨修復(fù)；破骨細(xì)胞

1 骨保護(hù)素的概況

Simont SW等[1]于1997年發(fā)現(xiàn)一種能調(diào)控骨吸收的糖蛋白，屬腫瘤壞死因子受體超家族中的一員。在轉(zhuǎn)基因小鼠的體內(nèi)研究表明：肝臟分泌的護(hù)骨素（OPG）與骨硬化和破骨細(xì)胞的分化有關(guān)。Tan，HL等[2]進(jìn)行體外研究后發(fā)現(xiàn)重組OPG可抑制前體細(xì)胞分化為破骨細(xì)胞，而且OPG還可以抑制小鼠卵巢切除后的骨喪失。這些研究表明，對OPG的合理利用可以治療由破骨細(xì)胞活性增加引起的骨質(zhì)疏松等骨修復(fù)性疾病。Morinaga等[3]于1998年發(fā)現(xiàn)破骨細(xì)胞生成抑制因子（ osteoclastogenesis inhibitory factor， OCIF），經(jīng)cDNA 測序和氨基酸分析表明，OCIF與從不同細(xì)胞系中得到的腫瘤壞死因子受體樣分子-1（ the receptor of tumo r necrosis factor-1，TNFR-1） 和濾泡樹突狀細(xì)胞受體-1為同一組基因編碼的同一蛋白質(zhì)分子。美國骨礦研究協(xié)會(huì)（ The American Society for Bone and Mineral Research，ASBMR）于2000年[4]將這種分子統(tǒng)一命名為骨保護(hù)素（OPG）。

人類OPG 基因?yàn)閱慰截惢颍ê?個(gè)外顯子），定位于8q23～24，該位點(diǎn)簇集了多個(gè)骨相關(guān)基因，如與遺傳性多發(fā)性外生骨疣有關(guān)的基因及編碼骨形態(tài)形成蛋白1的基因。OPG mRNA主要有3種： 最多的是約2.2～3.0kb大小的片段， 另外較少的兩種分別為4.2～4.4kb和6.5～6.6kb，由轉(zhuǎn)錄后剪接位點(diǎn)不同所致[5]。

骨保護(hù)素（OPG）/核因子-κB受體活化因子配體（RANKL）/核因子-κB受體活化因子（RANK）系統(tǒng)是調(diào)控骨代謝的重要通路之一。其中RANKL由成骨細(xì)胞表達(dá)，RANK由破骨細(xì)胞表達(dá)，二者結(jié)合可促進(jìn)破骨細(xì)胞的分化和成熟，OPG屬于腫瘤壞死因子受體（TNFR）超家族成員，缺乏穿膜區(qū)和細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域，為可溶性分泌蛋白，故可結(jié)合RANKL，以削弱破骨細(xì)胞分化成熟能力和功能活性，限制破骨細(xì)胞活躍所導(dǎo)致的過度骨吸收[6]。

2 骨保護(hù)素對骨修復(fù)的影響

Kadri等[7]報(bào)道對半月板切除誘導(dǎo)骨關(guān)節(jié)炎的（osteoarthritis，OA）小鼠腹腔注射OPG（10mg/kg）、IL-1受體拮抗劑（100mg/kg）及磷酸鹽緩沖液，軟骨下骨微CT檢查顯示OPG治療后軟骨下骨骨容積比率（BV/TV）顯著增加，骨小梁分離度顯著減低，且軟骨Mankin評分和含Ⅰ型血小板結(jié)合蛋白基序的解聚蛋白樣金屬蛋白酶（ADAMTS）陽性細(xì)胞數(shù)顯著下降，但用OPG直接刺激軟骨外植體后蛋白多糖分泌并未出現(xiàn)變化；結(jié)論認(rèn)為，全身性應(yīng)用OPG可抑制骨和軟骨退變，但對軟骨組織無直接作用。

2.1骨保護(hù)素對外傷性骨修復(fù)的影響 Wang XF等[8]研究發(fā)現(xiàn)OPG/RANKL 在骨折后4 周顯著性增高，提示OPG 及RANKL與骨折愈合過程有極為密切的關(guān)系。Giganti MG等[9]證明在骨折修復(fù)階段IL-6顯著性增高，TNF-α顯著性降低，而OPG/RANKL 呈增高趨勢，顯示IL-6、TNF-α、OPG、RANKL 在骨折愈合過程中起重要作用。這些研究顯示在骨折愈合的前三期，骨折愈合以成骨為主，這可能與OPG 促進(jìn)成骨、抑制破骨密切相關(guān)。在血管內(nèi)皮生長因子（ vascularendothelial growth factor，VEGF） 、骨形態(tài)發(fā)生蛋白（ bone morphogenetic protein，BMP） 等多種炎性因子刺激下，刺激OPG 的生成，OPG與RANKL結(jié)合后，競爭抑制RANK 與RANKL的結(jié)合，抑制前體破骨細(xì)胞向破骨細(xì)胞分化，導(dǎo)致破骨細(xì)胞生成降低，使骨代謝呈成骨的趨勢。在骨折愈合的四期，骨折愈合以塑形為主，與骨折愈合前三期相比，OPG的表達(dá)水平和OPG/RANKL可能較前有所降低。

2.2 骨保護(hù)素對骨質(zhì)疏松骨修復(fù)的影響 骨質(zhì)疏松癥的主要發(fā)病機(jī)制是機(jī)體的骨代謝失衡。人體骨骼在成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞作用下，使得骨吸收與骨形成保持動(dòng)態(tài)平衡，絕經(jīng)后雌激素水平下降，IL-1、IL-6、TNF -α基因表達(dá)增加，而TGF-β合成減少，促進(jìn)破骨細(xì)胞增殖、分化，抑制其凋亡，使骨吸收增加，從而導(dǎo)致骨質(zhì)疏松[10]。Nabipour I 等[11]對382 位絕經(jīng)后婦女行腰椎骨密度測定發(fā)現(xiàn)OPG水平及OPG/RANKL比值均與腰椎骨密度成正相關(guān)關(guān)系，提示OPG/RANKL /RANK 系統(tǒng)參與了絕經(jīng)后婦女骨質(zhì)疏松癥的發(fā)生。在絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松的患者中，RANKL/OPG比率增加，OPG與RANKL結(jié)合競爭性抑制RANK 與RANKL 相結(jié)合的能力相對較弱， 使得RANK 與RANKL 結(jié)合增多，引發(fā)破骨細(xì)胞基因的轉(zhuǎn)錄，使破骨增加，成骨減少，破壞了骨代謝的平衡，導(dǎo)致骨質(zhì)疏松癥的發(fā)生。Andrea Z LaCroix等[12]對50～79歲400名白種絕經(jīng)后婦女血清OPG和盆骨骨折的危險(xiǎn)性研究發(fā)現(xiàn)OPG水平和盆骨骨折的危險(xiǎn)性呈線性負(fù)相關(guān)。

Cao J等[13]研究顯示， 老年性骨質(zhì)疏松也與OPG 的表達(dá)有關(guān)， 隨著年齡的增大OPGmRNA表達(dá)下降， OPG合成減少， RANKL表達(dá)升高。

2.3骨保護(hù)素對關(guān)節(jié)炎中骨修復(fù)的影響 類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎：RANKL在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎骨侵蝕的過程中充當(dāng)一個(gè)重要的中介角色。在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者中，在有骨侵蝕的滑膜的T細(xì)胞存在RANKL 的表達(dá)，且RANKL 的mRNA 和OPG 有過度表達(dá)的趨勢，這些導(dǎo)致了破骨細(xì)胞的激活和分化[14]。Assmann G等[15]研究發(fā)現(xiàn)在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎中存在基因突變易感性，RANKL單核苷酸多態(tài)性rs35211496 次要等位基因是一個(gè)保護(hù)性基因。Haynes D 等[16]證明了在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎滑膜組織中，抗風(fēng)濕藥物通過減少RANKL/OPG 的比值，抑制破骨細(xì)胞的分化，可成功的治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎。黃斌[17]等對類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的患者給予甲氨喋啶片治療前后進(jìn)行血清OPG含量的比較，之后再與正常對照組比較，結(jié)果顯示類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎治療前OPG含量顯著低于治療后及對照組。由此可知OPG/RANKL/RANK 系統(tǒng)與類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎骨侵蝕的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系密切，而對OPG/RANKL /RANK 通路進(jìn)行有效的干預(yù)，是治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的一個(gè)重要方法。

骨性關(guān)節(jié)炎：在骨性關(guān)節(jié)炎中，OPG 和RANKL在軟骨下骨和關(guān)節(jié)軟骨存在表達(dá)。相對于類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，骨性關(guān)節(jié)炎中OPG/RANKL 比率在滑液中明顯增多。Rubio 等[18]發(fā)現(xiàn)在骨性關(guān)節(jié)炎患者的軟骨中，塞來昔布通過增加OPG/RANKL 的比率，減低RANKL 的生成。在體外的研究中PGE2 通過炎癥介質(zhì)的表達(dá)和釋放來調(diào)控關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞的骨代謝。Kadri A 等[19]研究在患有骨性關(guān)節(jié)炎的老鼠中應(yīng)用OPG 后發(fā)現(xiàn)，OPG可通過對軟骨下骨的影響來降低關(guān)節(jié)軟骨退變。這些研究顯示OPG 是調(diào)節(jié)軟骨下骨破骨細(xì)胞生成的一個(gè)中心環(huán)節(jié)，OPG/RANKL/RANK信號通路參與了該疾病發(fā)生，因此OPG 及影響OPG 生成的藥物都有可能成為治療骨性關(guān)節(jié)炎的重要藥物，但目前該類型的藥物在臨床上還沒有應(yīng)用。Angus R.Upton等[20]對不同程度骨關(guān)節(jié)炎中RANKL和OPG的表達(dá)研究發(fā)現(xiàn)2級骨關(guān)節(jié)炎的細(xì)胞中RANKL和RANKL/OPG比值均較0級高。這個(gè)結(jié)果也意味著RANKL和OPG在骨關(guān)節(jié)炎的早期就一直存在著變化。

3 骨保護(hù)素的研究展望

骨保護(hù)素通過影響破骨細(xì)胞的分化、成熟和凋亡，在骨形成及骨吸收過程中發(fā)揮著主要作用，并且在骨科相關(guān)疾病的發(fā)生、發(fā)展、預(yù)防和治療中發(fā)揮了重要作用。目前，國內(nèi)外對于重組人骨保護(hù)素藥物的開發(fā)研究均處于實(shí)驗(yàn)研究階段，但是隨著OPG 的更深入研究和分子生物學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，理想的OPG 藥物終究會(huì)研發(fā)成功，為各種骨相關(guān)疾病的治療提供新的方向。

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編輯/蘇小梅