【關鍵詞】 Runx2；腎性骨??；成骨細胞；軟骨細胞；骨形成

中圖分類號：R692；R681"" 文獻標志碼：A"" DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2024.10.013

當前隨著診療技術的不斷進步，慢性腎臟病患者的生存期逐步延長，社會在不斷發(fā)展，許多疾病的發(fā)病率隨之上升，腎病骨病（CKD-MBD）發(fā)病率也逐漸上升。CKD-MBD是慢性腎臟病所導致的骨和礦物質代謝紊亂，主要影響因素是鈣磷平衡代謝紊亂、1，25-二羥基維生素D3缺乏，繼發(fā)性甲狀旁腺功能亢進導致甲狀旁腺激素增多等［1］，其發(fā)病機制尚不十分清楚。腎性骨病的發(fā)病機制仍是目前的研究熱點之一。其中Runx2轉錄因子作為成骨細胞的特異性因子之一，在成骨細胞和軟骨細胞的分化中扮演著重要的角色，從而參與腎性骨病的發(fā)生和病程進展。因此，研究Runx2與腎性骨病之間的關系十分重要，也許能使腎性骨病的治療策略有一定的進展。本文主要從Runx2誘導成骨細胞和軟骨細胞對腎性骨病的影響、RNA調控Runx2對腎性骨病的影響以及其他因子對Runx2的調控與腎性骨病的關系等方面來闡述Runx2與腎性骨病之間的關系，為腎性骨病的部分發(fā)病機制及臨床防治提供參考。

1 腎性骨病的概念

腎性骨病是指繼發(fā)于腎臟疾病的代謝性骨病，即慢性腎臟病礦物質和骨代謝紊亂，是慢性腎功能衰竭（chronic renal failure，CRF）時由于體內(nèi)的鈣磷代謝紊亂，以及1，25-二羥基維生素D3的缺乏，繼而導致甲狀旁腺繼發(fā)性亢進，機體內(nèi)酸堿平衡紊亂等眾多因素引起的骨?。?］。臨床上主要表現(xiàn)為骨纖維化、骨軟化、骨質疏松、異位鈣化、甲狀旁腺功能亢進及佝僂病等。腎性骨病是晚期慢性腎臟病患者或血液、腹膜透析患者的重要并發(fā)癥，這類患者幾乎都會出現(xiàn)腎性骨病，當腎性骨病進展到一定程度時，有可能會出現(xiàn)骨質疏松甚至骨折的情況，對晚期慢性腎臟病患者及血液透析患者的生活質量影響較大，嚴重可縮短患者的生存時間。隨著診療技術的不斷進步，慢性腎臟病患者的生存期逐步延長，患者數(shù)量越來越多，腎性骨病的發(fā)病率也在逐年升高，因此，越來越多的學者關注腎性骨病背后的發(fā)病機制及各種影響因素。

2 Runx2

Runxs是新發(fā)現(xiàn)的一類調控間充質干細胞向成骨細胞方向分化的特異性轉錄因子，它們含有共同的DNA結合runt結構域，能與核心結合因子β形成異二聚體，并與共有序列TGPyGGPyPy結合，是調控成骨細胞分化的重要因子［2］。Runxs包含三個亞型，Runx1、Runx2和Runx3［3］。其中Runx2是一種多功能轉錄因子，它有兩個啟動子，P1和P2，P1的轉錄本編碼Ⅱ型Runx2，P2的轉錄本編碼Ⅰ型Runx2。Runx2主要在軟骨細胞和成骨細胞中表達，通過調節(jié)成骨細胞和軟骨細胞的分化與增殖及分化過程，進而調節(jié)其他的細胞外基質蛋白基因的表達而影響骨骼發(fā)育［4］。Runx2作為特異性轉錄因子的一類，可以調控不同基因的轉錄過程，同時Runx2的表達也是間質細胞向成骨細胞分化的重要因素，Runx2會影響成骨細胞的分化，當成骨細胞中的Runx2缺乏時，成骨細胞的分化將會被抑制，骨膜成骨和軟骨內(nèi)成骨將不能順利進行。因此Runx2在成骨細胞分化和成骨細胞特異性基因的表達中都發(fā)揮著重要作用。

2.1 Runx2基因的結構和表達

人類Runx2基因定位于人體染色體6p21，其范圍大概為200 kb，共有8個外顯子，從外顯子1至8。外顯子2到8可以編碼ATP結合位點，富含谷氨酰胺/丙氨酸（QA）結構域，runt同源結構域（RHD）區(qū)域，核定位信號（NLS），富含脯氨酸、絲氨酸和蘇氨酸的區(qū)域，以及核基質靶向信號（NTMS）［2］。有研究發(fā)現(xiàn)人類Runx2的染色體定位與顱骨發(fā)育不良綜合征（CCD）有聯(lián)系，被認為是大多數(shù)人類CCD發(fā)生突變的基因中包括Runx2基因［5］。而鼠Runx2基因則定位于鼠染色體17。Runx2有兩個啟動子，Runx2亞型的表達主要來自這兩個不同的啟動子，即P1和P2。P1調控編碼Ⅱ型Runx2，它調控表達“MASNSL”亞型（Ⅱ型Runx2 mRNA），這是成骨細胞中最豐富的Runx2蛋白；P2調控編碼Ⅰ型Runx2，它則調控表達“MRIPVD”亞型（Ⅰ型Runx2 mRNA），該亞型在成骨細胞和軟骨細胞中較為豐富［4］。

2.2 Runx2在正常骨骼發(fā)育中的作用

Runx2是調控間充質干細胞（mesenchymal stem cells， MSCs）分化和軟骨細胞功能的一類重要轉錄因子［6］。不同的Runx2亞型調節(jié)成骨細胞分化過程的不同階段。Runx2亞型在成骨細胞中有著不同的功能。Ⅰ型在成骨細胞的早期形成中具有關鍵的作用，而Ⅱ型則是在成骨細胞成熟的晚期階段起作用，成骨膜內(nèi)骨化和軟骨內(nèi)骨化都會受到影響。在骨骼生長發(fā)育過程中，Ⅰ型和Ⅱ型Runx2 mRNA在軟骨細胞中都呈現(xiàn)一個弱表達的趨勢，但是它們的表達可以隨著軟骨細胞的分化而上調，在肥大前軟骨細胞和肥大軟骨細胞的成熟階段都是一個高表達的趨勢。但是在成骨細胞的分化過程中，Runx2蛋白和Runx2 mRNA是一個動態(tài)的表達情況，一般會用SPP1和Bglap的表達去展現(xiàn)這一過程［4］。Runx2具有影響骨基質基因表達的能力，如果Runx2基因在成骨細胞中缺乏時，成骨細胞的分化過程就會受到影響，使骨膜成骨和軟骨內(nèi)成骨進程變得更為緩慢。由此可見，Runx2的表達對成骨分化水平有著非常重要的作用，Runx2是成骨分化過程中關系非常密切的轉錄因子之一。同時Runx2在破骨細胞的分化中也起到了一定的作用，它可以促進破骨細胞的生成和骨吸收。有研究表明，當Runx2基因缺乏時可以抑制破骨細胞的分化以及破骨細胞的活性［5］。

2.3 Runx2的調控機制和影響因素

Runx2是一種正調控因子，可以上調骨基質蛋白基因的表達，參與轉錄激活一些骨基質蛋白基因的啟動子的過程，其中包含Bglap2、SPP1、Col1a2和Col1a1等。不過和Bglap2、SPP1、Col1a2、Col1a1不同，Runx2會抑制Ibsp啟動子的活性，主要是因為Runx2可以降低Ibsp的表達。Runx2可以通過調控終末肥厚軟骨細胞中的Vegfa、SPP1、Ibsp和Mmp13的表達，影響軟骨細胞的分化進程［4，7］。骨鈣素是從Bglap和Bglap2基因轉錄而來的非膠原蛋白，是一種抑制骨形成和吸收的骨基質蛋白，Runx2能夠直接調控骨鈣素的表達［8］。同時，Runx2也可以直接調控MMP13的表達。MMP13是一種膠原酶，不僅降解Ⅱ型膠原，還降解Ⅰ、Ⅲ和Ⅹ型膠原，這些膠原是骨骼中的成分，在軟骨-骨交界處軟骨基質的降解過程中是極其重要的成分。Runx2與AP-1蛋白一起經(jīng)過甲狀旁腺素的處理，與MMP13啟動子相結合，促進MMP13在成骨細胞中的表達［9］。

Runx2也會被很多因素影響，其中TGFβ信號轉導因子和磷酸化、乙?；^程尤為重要。TGFβ能夠抑制Runx2在OSE2結合序列上的轉錄，在很多成骨細胞基因中的啟動子都能發(fā)現(xiàn)OSE2結合序列的身影。磷酸化、乙酰化是蛋白質翻譯后的修飾方式。Runx2的部分蛋白結構域被磷酸化后受到調控，Runx2的磷酸化是通過絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）途徑所控制的。乙酰化對Runx2的穩(wěn)定性和反轉錄能力產(chǎn)生促進作用，通過p300乙?；D移酶對Runx2的乙?；?，可以增加Runx2的轉錄活性和穩(wěn)定性。當Runx2被調控后會影響成骨細胞和軟骨細胞的分化［10-11］。

3 Runx2與腎性骨病的關聯(lián)

3.1 Runx2誘導成骨細胞、軟骨細胞對腎性骨病產(chǎn)生影響

上文提到Runx2是調控成骨細胞分化和軟骨細胞功能的一類重要轉錄因子。腎性骨病是腎臟功能衰竭出現(xiàn)的骨和礦物質代謝障礙，在骨組織學改變上會出現(xiàn)骨纖維化、骨軟化、骨質疏松等問題。Runx2是影響腎性骨病發(fā)病的一個因素，其主要從直接影響成骨細胞以及軟骨細胞的分化，部分RNA通過信號通路的調控，其他因子對Runx2的調控這幾個方面去影響腎性骨病的發(fā)病機制，進而導致腎性骨病的發(fā)生。

在慢性腎臟病血管鈣化中，Runx2是血管平滑肌細胞（VSMCs）成骨分化和鈣化的重要因子，骨礦化與血管鈣化有著相似的機制。當腎臟功能出現(xiàn)障礙時，腎臟排磷能力降低，體內(nèi)的血磷水平升高，體內(nèi)高磷血癥會減少鈣的吸收，從而使體內(nèi)的血鈣水平也降低［12］。血磷升高會影響Wnt/β-catenin信號通路、Akt/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白信號通路（mTOR）等相關通路，進而促進骨鈣素、Runx2、堿性磷酸酶和骨橋蛋白的表達增加，促進成骨分化，這是血管鈣化的重要機制［13］。那么腎性骨病的部分發(fā)病機制與血管鈣化也有著相似的機制。有證據(jù)表明Runx2對成骨細胞的增殖、分化進行調節(jié)［14］。Sp7、Dlx5也是成骨細胞分化的重要轉錄因子，在骨骼生長發(fā)育過程中，Runx2可以誘導Sp7、Dlx5和Wnt信號直接將細胞向成骨細胞分化，增加未成熟成骨細胞的數(shù)量，形成未成熟骨，但是Runx2的表達要下調才能分化成熟成骨細胞，形成成熟骨。Runx2在軟骨細胞中的表達較弱，永久軟骨的形成和維持需要抑制Runx2的表達，當Runx2的表達上調時，會加速軟骨細胞肥大甚至促進軟骨細胞的凋亡［15］。有研究表明CKD患者的Runx2呈高表達［13］，有可能是因為高磷血癥導致Runx2的高表達與體內(nèi)的低鈣一同引起成骨細胞、軟骨細胞和骨礦化的變化，所以對腎性骨病的產(chǎn)生和病程發(fā)展有一定的影響。

3.2 RNA調控Runx2對腎性骨病產(chǎn)生影響

在骨形成以及相關骨疾病的發(fā)展過程中，涉及許多重要的信號通路和信號分子，其中包括Wnt/β-catenin信號通路、PI3K/AKT信號通路、Runx2、Osterix轉錄因子（Osx）、骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMP）等。當這些信號通路及信號分子的缺失或者過表達時會導致相關骨疾病的發(fā)展。

Runx2轉錄因子其實是Wnt/β-catenin信號通路及PI3K/AKT信號通路等的下游靶點［16］。部分miRNAs可以通過激活相關信號通路促進或抑制下游靶點Runx2的表達，從而促進或抑制骨細胞的分化。miR-25、miR-140、miR-143、miR-181a等miRNA能夠促進Runx2的表達，起到正向調節(jié)作用，進而促進成骨細胞、軟骨細胞等的分化和骨形成［17-18］。而miR-27b、miR-29a、miR-30a、miR-133a、miR-139、miR-214、miR-221、miR-300、miR-488等能夠負向調節(jié)Runx2的表達，從而負向調控成骨細胞等的分化過程［18-25］。以上的miRNA都可以調控Runx2的表達，那么它們在腎性骨病的發(fā)病機制中也應該有著重要的作用。Wnt/β-catenin信號通路在正常腎臟中處于沉默狀態(tài)，但是在不同慢性腎臟病模型的受損腎臟細胞都發(fā)現(xiàn)被重新激活，高磷可激活Wnt/β-catenin信號通路，慢性腎臟病的高磷狀態(tài)是激活Runx2 Wnt/β-catenin信號通路的一部分因素。Wnt/β-catenin信號通路可以誘導一些靶基因的表達來對慢性腎臟病的發(fā)生和進展起一定的促進作用，同時也能抑制一些靶基因的表達來正向調控慢性腎臟病。Runx2是 Wnt/β-catenin信號通路的下游靶點，在腎臟疾病中有著相關的作用，miRNA可能通過影響Runx2信號轉錄因子去調節(jié)鈣磷代謝，從而緩解甚至加重腎性骨病。但具體的機制尚不明確，有待進一步研究。

3.3 其他因子對Runx2的調控與腎性骨病的關系

其他因子也有可能通過調控Runx2去影響腎性骨病，比如糖皮質激素、甲狀旁腺素、雄激素等。糖皮質激素在臨床上的使用非常廣泛，但其副作用也是非常明顯，尤其會造成骨質疏松和股骨頭壞死。糖皮質激素既能加快成骨細胞及骨細胞的凋亡，抑制成骨細胞的生成，導致骨生成障礙；也能誘導成骨細胞進一步分化。這主要是因為糖皮質激素的用量不同，但不管怎樣糖皮質激素都對骨骼的生長發(fā)育有一定的影響。有研究表明，糖皮質激素誘導大鼠股骨骨質疏松可能與抑制Runx2的表達有關，其中可能是通過抑制Runx2來抑制成骨細胞的生成［26］。慢性腎臟病患者的治療中也會使用糖皮質激素，糖皮質激素可能通過Runx2影響慢性腎臟病患者腎性骨病的發(fā)生和進展。同糖皮質激素一樣，甲狀旁腺激素也可通過促進Runx2的活性來調節(jié)成骨細胞的生成［27］。男性慢性腎臟病患者體內(nèi)的雄激素水平會降低，而雄激素對男性的骨骼生長和骨量維持、抑制骨丟失有一定的作用，雄激素和其受體一樣可以調控Runx2表達，影響Runx2在骨代謝中的作用。那么男性腎臟病患者的腎性骨病也有可能是因為體內(nèi)的雄激素減少，影響了Runx2的表達所導致的［28］。

4 小結

腎性骨病作為慢性腎臟病的常見并發(fā)癥，研究其發(fā)病機制對于治療非常重要。腎性骨病受到多方因素的影響，其發(fā)病機制已經(jīng)被人們深入研究。而Runx2本身對于成骨細胞的增殖、分化及骨形成有著重要的調控作用，甚至在腎性骨病中也有一定的作用，但具體的機制尚未明確。但隨著對Runx2和腎性骨病之間影響機制的探索，將有助于進一步去研究腎性骨病的發(fā)病機制，可以為腎性骨病的治療提供新的途徑。

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（收稿日期：2024-06-28 修回日期：2024-08-02）

（編輯：潘明志）