骨巨细胞瘤中参与骨溶解的细胞因子

更新于 2026年11月11日 版权声明
一、骨巨细胞瘤中参与骨溶解的细胞因子

巨细胞是骨巨细胞瘤中骨溶解的要素。尽管基质细胞的存在能够增强骨溶解作用,但实验证实,巨细胞自身能够独立地吸收骨性成分。巨细胞能够表达破骨细胞必要的骨吸收成分——组织蛋白酶K(cathepsin K)、空泡的ATP酶(V-ATPase)和抗酒石酸酸性磷酸酶(TRACP)。组织蛋白酶K是一种溶酶体蛋白水解酶,能够在很大程度上溶解细胞基底膜、细胞外基质及结缔组织。V-ATPase能够去除骨质中的矿物质。TRACP可能使骨基质蛋白脱磷酸及帮助破骨细胞增殖。这些酶的存在显示巨细胞对骨质的吸收方式和破骨细胞的相同。

此外,在骨巨细胞瘤中,多种MMPs明显升高,主要包括MMP-2、MMP-9和MMP-13。MMPs在肿瘤中已被明确的主要作用为降解细胞外基质,有利于肿瘤细胞穿越组织自然屏障,向身体各部位侵袭和转移,此外,MMPs还是重要的血管生成调节因子,与VEGF相互作用,促进血管内皮细胞迁徙,并促进血管生长。有研究表明,MMPs可能也涉及骨溶解过程的启动。在破骨细胞中,MMP-9和MMP-13能帮助破骨细胞前体迁移骨质内破骨细胞成熟的位置,还帮助破骨细胞迁移穿过胶原蛋白,显示MMPs对于趋化破骨细胞移动到骨吸收的位置这一过程十分重要。MMPs还能通过刺激破骨细胞平滑膜形成,进行骨溶解。在骨巨细胞瘤中,MMPs可能也参与巨细胞的趋化。有试验表明,基质细胞与巨细胞混合培养后在体外的骨吸收作用能被MMP-13抑制剂减弱。

另外,也有证据显示MMPs直接参与骨溶解。例如,MMPs在骨溶解过程中参与胶原蛋白溶解,破骨细胞对细胞外基质的降解作用可被MMPs特异的抑制剂所抑制。在使用特异性半胱氨酸蛋白酶或MMPs抑制剂后,颅骨溶解过程中的时间依赖作用显示,在经过脱盐和其后的被半胱氨酸蛋白酶消化之后,MMPs也参与了基质蛋白的溶解。此外,MMPs也参与骨形成,因为破骨细胞引起骨溶解后,骨内层细胞需要通过MMPs,在新的基质沉积之前除去残留的胶原。

除了组织蛋白酶和MMPs,巨细胞也表达细胞外基质金属蛋白酶诱导因子(extracellular matrix metalloproteinase inducer,EMMPRIN),即CD147。CD147是一种广泛表达于细胞表面的跨膜糖蛋白,现已证实其能通过多种方式刺激MMPs的生成,参与骨溶解过程。(https://www.daowen.com)

一些金属蛋白酶组织抑制物(tissue inhibitor of metalloproteinases,TIMPs)也在骨巨细胞瘤中表达。TIMPs是MMPs的特异性抑制物,包括TIMP-1 、TIMP-2和TIMP-3。生理条件下,TIMPs能够抑制MMPs的活性,通过两者之间的动态平衡,协同调节组织的吸收和重建。骨巨细胞瘤中,MMPs过度增高,导致了MMPs和TIMPs之间的不平衡,也是骨质过度吸收的原因之一。

转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)可能也参与了骨巨细胞瘤中巨细胞的趋化作用。生理状态下,TGF-β1可以调整破骨细胞的形成和分化,趋化破骨细胞迁移,以及促进成熟破骨细胞的骨吸收。而在骨吸收及骨形成的局部微环境中,成骨细胞和破骨细胞也都能分泌和活化TGF-β,调节骨质吸收和骨质溶解之间的平衡。研究中发现,在骨巨细胞瘤的肿瘤内及周围的反应区域中,都存在TGF-β1基因转录物。在骨巨细胞瘤的体外培养液中,TGF-β1对正常破骨细胞及其前体具有趋化作用,该趋化作用可被TGF-β1抗体抑制。以上研究说明,骨巨细胞瘤能合成分泌TGF-β并趋化破骨细胞及其前体聚集,融合成多核破骨细胞样巨细胞。

此外还有研究表明,IL-1β、IL-6和17β-雌二醇等因子可能也参与调控巨细胞引起的骨溶解。

本节中,图3-4总结了骨巨细胞瘤中基质细胞、单核细胞和多核巨细胞表达的多种关键组分。

✍AI写作