破骨细胞激活机制
(一)基质糖蛋白机制
基质中的糖蛋白成分为三类:黏附性糖蛋白,如纤维粘连蛋白,亲玻黏蛋白沉积相关糖蛋白,如原纤维蛋白,基质相关糖蛋白。黏附性糖蛋白的RGD(Arg2Gly2Asp)序列是多种细胞膜受体的识别和激活信号,能引发细胞的黏附和分泌活动。亲玻粘连蛋白(vitronectin,VN):是联系细胞黏附与蛋白降解之间重要的调节成分。研究表明,炎性滑膜中的巨噬细胞及成纤维细胞可以合成VN,TGF2B、IL26可以上调VN基因的表达。与骨吸收相关的VN受体主要为aVB3,它可以促进细胞的扩散和迁徙,IL21、TNF2a、TGF2B、GM2CSF可以调节该受体基因的表达。THR患者中升高的各种细胞因子,可能正是通过刺激VN2Avb3复合物的形成而引发骨质溶解。在紧邻骨组织的界膜中可以发现大量Intb3/MMP213或Intb3/MMO22双阳性细胞,提示了这种受体复合物与MMPs释放的潜在关系。此外,aVB3受体是破骨细胞特征性的细胞表面标志物,进一步说明VN在破骨细胞与骨基质表面的黏附、骨吸收过程的启动中起着重要作用。纤维粘连蛋白(fibronectin,FNs):采用APAAP(碱性磷酸酶抗碱性磷酸酶)及双重免疫荧光标记法在人工关节的界膜组织及血管内膜中可见FNs的存在,与骨性关节炎的滑膜组织相比,其中的细胞成分表达高水平的FN受体的a4、a5、B1亚单位,同时也可见较多的受体/胶原酶I或受体/胶原酶III双阳性细胞,提示FN与受体的相互作用促进了细胞产生基质酶,细胞过度表达FN受体是假体周围骨溶解的可能机制。层粘连蛋白(laminin,LN):对比松动假体周围界膜组织与骨性关节炎、无松动假体周围组织的滑膜组织发现,前层粘连蛋白(Ln210,Ln211)及其受体(B1及a6亚单位为主)的含量明显升高,双重免疫荧光法显示a6亚单位常与胶原酶I或胶原酶III、TNFa、IL26共同存于同一细胞,提示了LN受体在细胞因子与基质蛋白酶之间的桥梁作用。固生蛋白(tenascin):固生蛋白家族包括固生蛋白2C、R、X三型,其中固生蛋白2C常表现出对于细胞的抗黏合作用,无菌性松动患者界膜的假体面及骨面中的固生蛋白2C含量,较无松动关节周围的滑膜组织及纤维层由明显升高,提示该蛋白过度升高可能降低骨组织间的粘合力,引发假体松动。
(二)OPG/OPGL机制(https://www.daowen.com)
护骨素(osteoprotegerin,OPG)及其配体蛋白(sigand of osteoprotegerin,OPGL)是近年来新发现的一对调节破骨细胞分化和激活的关键因子,它们均由成骨细胞/成骨细胞前体/基质细胞合成和分泌。破骨细胞表面表达RANK(receptor activator of NF2kB)受体,它们可被OPGL激活,进而活化NF2kB,调节破骨细胞核基因的转录过程。OPG是TNF受体家族的一员,以旁分泌方式在骨的微环境中发挥作用,它充当RANK的可溶性竞争者,OPGL的假受体,干扰OPGL与RANK之间的信号传递,进而抑制破骨细胞前体向破骨细胞转化,促进破骨细胞凋亡,抑制成熟破骨细胞活化。OPGL则表达于成骨细胞表面,通过细胞间的相互作用激活破骨细胞。
(三)一氧化氮(NO)机制
NO是一种重要的细胞介质,它在DNA合成、细胞增殖及刺激PGE2的释放中均有重要作用。假体周围的界膜组织中,可见大量充满吞噬颗粒及富含NO合成酶和COX2的细胞,提示磨屑对这两种酶的诱导作用。NO与磨屑具有时间和浓度的相关性,诱导效应钛合金>纯钛>骨水泥。NO通过与COX协同而产生作用,它们可以调节细胞的存活力。界膜组织的CD68+巨噬细胞及成纤维细胞中,同时存在两个过程:细胞因子增强NO合成酶的活性,导致NO的积累;NO诱导COX2的合成。使前列腺素的合成增加,放大了炎症反应。胞内积累的NO能进一步与过氧化物反应形成氮氧化物,导致细胞的损伤。