周安琪， 劉佳怡， 賈懿楠， 向琳

1. 口腔疾病研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 國(guó)家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心 四川大學(xué)華西口腔醫(yī)學(xué)院，四川 成都（610041）；

2. 口腔疾病研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 國(guó)家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心 四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院種植科，四川 成都（610041）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)文化水平的提高和人口老齡化負(fù)擔(dān)日益加重，當(dāng)今社會(huì)對(duì)種植修復(fù)的治療需求增加迅速，理想的骨結(jié)合是牙種植成功的關(guān)鍵，種植體表面與宿主骨之間的骨結(jié)合不足是牙種植失敗最主要的原因［1］。理想的骨結(jié)合依賴于種植體周圍良好的成骨與免疫特性。成骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞、骨細(xì)胞等成骨相關(guān)細(xì)胞構(gòu)成動(dòng)態(tài)平衡，促進(jìn)種植體周圍的新骨形成，是種植體獲得穩(wěn)定性與功能性所必需［2］。作為天然骨組織中的異物成分，種植體的長(zhǎng)期穩(wěn)定結(jié)合依賴于適宜的局部免疫微環(huán)境和適當(dāng)?shù)墓敲庖哒{(diào)節(jié)，而這又和種植體周圍免疫細(xì)胞群的活動(dòng)息息相關(guān)［3］。大量證據(jù)表明，在多種信號(hào)與通路的介導(dǎo)下，良好的免疫微環(huán)境可提高新骨形成和血管生成的速度，從而達(dá)到更為理想的骨結(jié)合效果［1］。

Hippo?YAP 通路廣泛參與調(diào)節(jié)器官大小、組織再生與腫瘤發(fā)生發(fā)展的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。 Hippo 通路可感知和響應(yīng)細(xì)胞間接觸、細(xì)胞極性等上游生物力學(xué)信號(hào)，使哺乳動(dòng)物STE20 樣激酶1/2（mammalian sterile 20?like kinase，MST1/2）和銜接蛋白1（salva?dor homolog 1，SAV1）被磷酸化，以激活大腫瘤抑制因子1/2（large tumor suppressor 1/2，LATS1/2）和調(diào)節(jié)蛋白MOB1A/B 復(fù)合體，從而誘發(fā)下游信號(hào)響應(yīng)［4］。Yes 相關(guān)蛋白（yes?associated protein，YAP）是Hippo 通路下游的關(guān)鍵效應(yīng)子，Hippo 通路通過(guò)上述信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)負(fù)性調(diào)節(jié)YAP 的活性，從而在結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)錄因子（transcriptional enhanced associate domain，TEAD）的介導(dǎo)下參與靶基因表達(dá)水平的調(diào)控，以影響細(xì)胞增殖分化等特性。此外，顱面部器官的正常發(fā)育也需要Hippo?YAP 通路的參與［5］。由此提示，Hippo?YAP 可能在骨免疫介導(dǎo)的骨結(jié)合中具有潛在的影響。

1 骨免疫對(duì)骨結(jié)合進(jìn)程的影響

Arron 等［6?7］率先提出骨免疫概念，強(qiáng)調(diào)骨骼系統(tǒng)與免疫系統(tǒng)之間的相互作用關(guān)系。一方面，骨骼系統(tǒng)細(xì)胞通過(guò)分泌關(guān)鍵細(xì)胞因子對(duì)免疫微環(huán)境產(chǎn)生調(diào)節(jié)；另一方面，免疫細(xì)胞的活動(dòng)對(duì)于類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、牙周炎等疾病的發(fā)生發(fā)展及骨修復(fù)進(jìn)程具有重要意義［7?8］。作為連接骨骼系統(tǒng)與免疫系統(tǒng)的橋梁，骨免疫調(diào)節(jié)在人體多種重要生物學(xué)進(jìn)程中都發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

發(fā)生在種植體周圍組織的炎癥反應(yīng)通常會(huì)被視為一種病理過(guò)程，然而，目前研究者們對(duì)于骨結(jié)合進(jìn)程中免疫炎癥反應(yīng)的認(rèn)識(shí)有所更新。骨結(jié)合是一個(gè)復(fù)雜的生物學(xué)過(guò)程，依賴于多種免疫細(xì)胞所構(gòu)成的動(dòng)態(tài)平衡。作為響應(yīng)生物材料反應(yīng)的核心成員，巨噬細(xì)胞在骨組織的免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮了重要作用［9］。根據(jù)激活方式、分泌的細(xì)胞因子與功能不同，巨噬細(xì)胞可分為經(jīng)典活化的巨噬細(xì)胞（M1）和選擇性活化的巨噬細(xì)胞（M2）。M1 可促進(jìn)炎癥發(fā)生發(fā)展，其過(guò)度激活可使種植體周纖維異常增生，導(dǎo)致骨結(jié)合失??；而M2 則作為主導(dǎo)抗炎/調(diào)節(jié)作用的細(xì)胞類型，吸附種植體周圍的細(xì)胞、蛋白質(zhì)和其他生物活性介質(zhì)，在骨結(jié)合進(jìn)程中起決定性作用［10］。

巨噬細(xì)胞的極化并不是“非黑即白”，很難在體內(nèi)看到真正處于上述兩種極端極化狀態(tài)的巨噬細(xì)胞，因?yàn)榇蠖鄶?shù)情況下巨噬細(xì)胞會(huì)在其“極化譜”上以一種兼具M(jìn)1 和M2 特征的過(guò)渡狀態(tài)存在［10?11］。盡管現(xiàn)在已有學(xué)者在M1 和M2 的基礎(chǔ)上將巨噬細(xì)胞分成了更多的亞型，或是提出了其他分型方式，但由于M1、M2 是兩大主要表型，可通過(guò)確定的表面標(biāo)志物進(jìn)行觀察，且已有研究證實(shí)，種植體骨結(jié)合進(jìn)程中有M1/M2 相關(guān)基因的參與［12］。所以，沿M1 和M2 方向調(diào)控巨噬細(xì)胞的極化有望起到影響炎癥和再生微環(huán)境的作用，從而調(diào)節(jié)骨結(jié)合進(jìn)程（圖1）。因此，經(jīng)典的分型方式仍然適用。除巨噬細(xì)胞以外，還有一些其他的免疫細(xì)胞同樣在討論范疇之內(nèi)，如T 淋巴細(xì)胞［13］和肥大細(xì)胞［14］等，這些細(xì)胞也有望在骨免疫介導(dǎo)的骨結(jié)合中發(fā)揮其獨(dú)特的作用。

2 Hippo?YAP 通路對(duì)骨免疫相關(guān)細(xì)胞的調(diào)控作用及其機(jī)制

2.1 Hippo?YAP 信號(hào)對(duì)成骨相關(guān)細(xì)胞的影響

Figure 1 Polarization of macrophages in osteoimmunology?modulated osseointegration圖1 巨噬細(xì)胞極化參與骨免疫調(diào)節(jié)下的骨結(jié)合

Hippo?YAP 信號(hào)對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（bone mesenchymal stem cells，BMSCs）的成骨分化有著顯著的影響。研究者們發(fā)現(xiàn)Hippo 通路被激活后，在Hippo?YAP 軸的介導(dǎo)下，BMSCs 的成骨分化被顯著抑制［15］。在降鈣素基因相關(guān)肽（calcitonin gene?re?lated peptide，CGRP）的誘導(dǎo)下，受體活性修飾蛋白1（receptor activity moaifyins protein，RAMP1）通過(guò)Hippo?YAP 通路促進(jìn)BMSCs 成骨分化［16］。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，Hippo 通路在MSCs 成脂肪、成骨的競(jìng)爭(zhēng)性分化中具有重要的影響，即YAP 可促進(jìn)MSCs 骨向分化而抑制其成脂分化［17］。然而，與上述結(jié)果不同的是，Seo 等［18］觀察到，SOX2?YAP1 軸對(duì)BM?SCs 的成骨分化具有明顯的抑制作用，其機(jī)制可能與分泌型蛋白Dickkopf?1（DKK1）介導(dǎo)的YAP1/β?catenin 對(duì)Wnt 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的破壞有關(guān)。

Hippo?YAP 通路還可通過(guò)多種分子機(jī)制參與成骨細(xì)胞的分化。YAP 抑制可導(dǎo)致MSCs 中配體BMP2a 表達(dá)水平降低，從而使周圍成骨細(xì)胞中的BMP 信號(hào)受到嚴(yán)重?fù)p傷，即YAP 通過(guò)非細(xì)胞自主的方式下調(diào)成骨細(xì)胞的骨向分化［19］。另一體內(nèi)研究表明，抑制先天性脊柱側(cè)凸患者中錯(cuò)義突變基因表達(dá)，可導(dǎo)致YAP 核易位，從而通過(guò)促進(jìn)相關(guān)靶基因的表達(dá)加速成骨細(xì)胞的礦化過(guò)程［20］。盡管已有一定證據(jù)表明Hippo?YAP 在骨代謝和骨形成中起關(guān)鍵作用，但研究者們對(duì)于Hippo?YAP 通路在成骨細(xì)胞分化中具體的調(diào)節(jié)效果仍有所爭(zhēng)議。實(shí)驗(yàn)證明，鈦離子發(fā)揮對(duì)局部骨組織毒性的機(jī)制是通過(guò)誘導(dǎo)YAP 的去磷酸化及其在細(xì)胞核中的表達(dá)，從而抑制成骨細(xì)胞的成骨分化，最終導(dǎo)致周圍骨組織的損傷，而敲除YAP 則在一定程度上降低了這種鈦離子對(duì)骨組織的損害；但同時(shí)也必須明確，Hippo?YAP 并非調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞行為的唯一生物信號(hào)［21］。

骨形成和骨吸收之間的動(dòng)態(tài)平衡對(duì)建立理想的骨結(jié)合具有重要意義，而越來(lái)越多的證據(jù)表明，Hippo?YAP 軸可調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞生成和骨吸收活性，從而影響骨穩(wěn)態(tài)。骨髓來(lái)源的巨噬細(xì)胞（bone mar?row?derived macrophages，BMMs）中MST2 缺失促進(jìn)了破骨細(xì)胞的分化，相反MST2 的過(guò)表達(dá)則會(huì)抑制其分化［22］。研究證實(shí)，抑制YAP1 及其與主要轉(zhuǎn)錄因子TEADs 的聯(lián)系減少了破骨細(xì)胞的形成及其骨吸收［23］。由此猜想，Hippo?YAP 軸可能是研究破骨細(xì)胞形成精細(xì)調(diào)控機(jī)制的切入點(diǎn)之一［24］。成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞之間的相互作用以非細(xì)胞自主的模式影響著骨重塑。研究發(fā)現(xiàn)，成骨細(xì)胞中的機(jī)械傳感蛋白PIEZO1 可促進(jìn)YAP 的核易位，并通過(guò)PIEZO1?YAP 軸增加Ⅱ型和Ⅸ型膠原的表達(dá)，從而對(duì)破骨細(xì)胞的吸收活性產(chǎn)生抑制作用［25］。

有關(guān)骨細(xì)胞中Hippo?YAP 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制的研究并不多見(jiàn)。但實(shí)際上，骨細(xì)胞在骨陷窩?小管系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上相互連接和溝通，其功能活性對(duì)于維持骨代謝與骨重塑的長(zhǎng)期穩(wěn)定具有關(guān)鍵作用。研究顯示，骨細(xì)胞中缺乏YAP/TAZ 可導(dǎo)致體內(nèi)骨量累積受阻、骨基質(zhì)膠原蛋白減少及機(jī)械強(qiáng)度降低，而這種影響可能與骨陷窩?小管系統(tǒng)重塑過(guò)程受損有關(guān)［26］。但Hippo?YAP 通路對(duì)骨細(xì)胞更深層的作用機(jī)制及這一過(guò)程所涉及到的其他信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)還有待進(jìn)一步闡明。

2.2 Hippo?YAP 通路對(duì)免疫細(xì)胞的調(diào)節(jié)

巨噬細(xì)胞作為骨免疫進(jìn)程的主要參與者，可通過(guò)響應(yīng)多種生物信號(hào)以適應(yīng)微環(huán)境的變化，包括Hippo?YAP 信號(hào)。但據(jù)目前已發(fā)表的文獻(xiàn)，研究者們對(duì)于YAP 在巨噬細(xì)胞向M1 和M2 表型極化中所起的作用仍有爭(zhēng)議。有研究認(rèn)為，Wnt5a 通過(guò)誘導(dǎo)YAP/TAZ 可促進(jìn)巨噬細(xì)胞M2 極化［27］，且在髓系YAP 特異性敲除的小鼠中，M1 特征性促炎因子腫瘤壞死因子?α（tumor necrosis factor?α，TNF?α）和白細(xì)胞介素1β（interleukin?1β，IL?1β）的表達(dá)增強(qiáng)，同時(shí)M2 特征性抗炎因子IL?10 和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1（transforming growth factor ?β1，TGF?β1）的表達(dá)減弱［28］。然而，另有研究發(fā)現(xiàn)，YAP 對(duì)巨噬細(xì)胞的極化具有相反的調(diào)節(jié)方向。Zhou 等［29］研究結(jié)果指出，YAP 可促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M1 型極化，并抑制其M2 極化；在特異性敲除髓系YAP 后，IL?10 表達(dá)顯著升高，同時(shí)IL?1β 的表達(dá)被抑制，但TNF?α1 的水平卻未受明顯影響，與上述研究相矛盾。

除巨噬細(xì)胞外，還有一些其他類型的免疫細(xì)胞也屬于討論范圍之內(nèi)，因?yàn)檫@些細(xì)胞主導(dǎo)了植入早期的炎癥反應(yīng)。而目前，有關(guān)這些免疫細(xì)胞的研究大多尚未涉及到種植體的骨結(jié)合過(guò)程。在今后的研究中，可就Hippo?YAP 通路在種植體周早期炎癥反應(yīng)中的作用進(jìn)行探究，以進(jìn)一步豐富Hippo?YAP 調(diào)節(jié)種植體周骨免疫進(jìn)程的機(jī)制。

3 Hippo?YAP 在成骨相關(guān)細(xì)胞中作用差異的潛在機(jī)制

首先，Hippo?YAP 通路可能在骨細(xì)胞的不同成熟階段發(fā)揮不同作用，即YAP 的成骨促進(jìn)效應(yīng)是依賴于骨細(xì)胞成熟度的，這也解釋了為什么在骨細(xì)胞分化早期（MSCs 和成骨細(xì)胞）中會(huì)出現(xiàn)負(fù)面結(jié)果。在間充質(zhì)干細(xì)胞和早期成骨細(xì)胞中，YAP/TAZ抑制它們向成熟成骨細(xì)胞分化，從而導(dǎo)致骨量減少；然而，成熟成骨細(xì)胞和骨細(xì)胞中YAP/TAZ 的表達(dá)則增加了成骨細(xì)胞的數(shù)量并促進(jìn)了新骨的形成［30］。而這種抑制成骨行為的效應(yīng)可能與YAP 破壞了Wnt 信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)［18，30］。

Hippo?YAP 不僅能通過(guò)細(xì)胞自主調(diào)節(jié)影響細(xì)胞的成骨功能，而且可通過(guò)“非細(xì)胞自主模式”發(fā)揮對(duì)周圍細(xì)胞成骨行為的調(diào)控作用［19，25］。此外，有研究提示YAP 對(duì)成骨行為的調(diào)節(jié)可能與健康和炎癥狀態(tài)下的局部骨組織微環(huán)境差異有關(guān)［31］。

目前研究者們似乎很難就引起Hippo?YAP 成骨作用差異的內(nèi)在機(jī)制達(dá)成共識(shí)。因此筆者建議，未來(lái)的研究可重點(diǎn)關(guān)注Hippo?YAP 促進(jìn)成骨的條件，這對(duì)于深入理解Hippo?YAP 通路功能及挖掘其潛在臨床價(jià)值具有重要意義。

4 YAP 對(duì)巨噬細(xì)胞極化的影響尚待闡明

如前所述，目前不同的研究對(duì)于巨噬細(xì)胞中YAP 的表達(dá)及YAP 對(duì)巨噬細(xì)胞極化的影響存在爭(zhēng)議。筆者對(duì)導(dǎo)致這些研究得出不同結(jié)論的原因進(jìn)行了分析，為揭示巨噬細(xì)胞YAP 的表達(dá)規(guī)律及其更深層次的內(nèi)涵提供思路，同時(shí)也對(duì)未來(lái)的研究方向進(jìn)行了一些展望。

巨噬細(xì)胞的不同來(lái)源可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異。前述某些研究并沒(méi)有對(duì)骨髓來(lái)源的巨噬細(xì)胞（bone marrow?derived macrophages，BMMs）和腹腔巨噬細(xì)胞（peritoneal macrophages，PMs）進(jìn)行區(qū)分［29］。但事實(shí)上，巨噬細(xì)胞的極化特征可能受到來(lái)源差異的影響。由于BMMs 和PMs 中編碼巨噬細(xì)胞的表面標(biāo)記和可溶性介質(zhì)的M1/M2相關(guān)基因的表達(dá)水平不同，BMMs 和PMs 表型和細(xì)胞功能便可能存在一定差異［32］。此外，研究人員比較發(fā)現(xiàn)BMMs 和PMs 在三維環(huán)境中的吞噬和移行能力也有所不同［33?34］。

因此，評(píng)估不同來(lái)源的巨噬細(xì)胞的異質(zhì)性對(duì)提高相關(guān)研究（尤其是涉及到巨噬細(xì)胞向M1、M2極化傾向性的研究）的嚴(yán)謹(jǐn)性與應(yīng)用價(jià)值具有重要意義；而如何選擇最合適的細(xì)胞模型來(lái)模擬體內(nèi)巨噬細(xì)胞的極化過(guò)程，發(fā)掘其在疾病中的作用機(jī)制，也仍待進(jìn)一步闡明。

近年來(lái)在巨噬細(xì)胞的研究中，現(xiàn)有的分型模式也越來(lái)越豐富?？紤]到不同巨噬細(xì)胞群之間巨大的生物學(xué)差異，研究人員在M1/M2 二分法的基礎(chǔ)上確定了更多的亞型，擴(kuò)展了巨噬細(xì)胞分型的定義。例如，M2 可根據(jù)不同的激活因子細(xì)分為M2a、M2b 和M2c，且表現(xiàn)出不同的生物學(xué)特征與效應(yīng)［35］。除此之外，還有更多的分型方式被不斷提出，從而更加精準(zhǔn)地描述特定的巨噬細(xì)胞群，如抗酒石酸酸性磷酸酶陽(yáng)性（tartrate?resistant acid phos?phatase?positive，TRAP+）巨噬細(xì)胞［36］。巨噬細(xì)胞的分型方式已不再單一，在未來(lái)的研究中，可考慮根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶⒏嗟姆中头绞郊{入考量。

5 小 結(jié)

理想的骨結(jié)合本質(zhì)上取決于良好的骨免疫特性，而Hippo?YAP 信號(hào)通路可通過(guò)影響種植體周的骨免疫響應(yīng)在骨結(jié)合進(jìn)程中發(fā)揮著多重調(diào)節(jié)作用。綜上所述，以Hippo?YAP 信號(hào)軸為切入點(diǎn)探究改善骨結(jié)合的方式，有望為臨床上骨結(jié)合不佳病例的治療提供新思路。

【Author contributions】Zhou AQ wrote the article. Liu JY designed the figure. Jia YN collected the references. Xiang L revised the article.All authors contributed to the article and approved the submitted ver?sion.