发病机制研究进展
成骨细胞和破骨细胞是骨组织中的重要细胞成分，在骨生长、发育、修复和改建中起着关键调控的作用，射线可直接作用于成骨和破骨细胞，影响其增殖、凋亡和活性，参与ORNJ的发生和发展；但RIF学说提示ORNJ的病理学特征是组织纤维化或纤维性萎缩，其发生的细胞学基础主要是血管内皮细胞损伤和成纤维细胞或肌成纤维细胞功能失调及异常活化；此外，有研究提示间充质干细胞在纤维化过程中起着重要调控作用，提示其可能参与RIF过程中。本部分将围绕上述4个方面探讨ORNJ的细胞和分子生物学发病机制。
（一）成骨和破骨细胞损伤与ORNJ
成骨细胞是骨形成过程中的主要功能细胞，负责骨基质的合成、分泌与矿化；而破骨细胞是骨吸收的主要功能细胞，来源于单核-巨噬细胞系统。研究表明，射线可影响成骨细胞和破骨细胞的增殖、凋亡和分化，打破成骨和破骨的平衡，影响骨生成和改建，导致骨损伤和坏死。但是，成骨细胞和破骨细胞对射线的敏感性和反应不尽相同。研究表明，破骨细胞相对于成骨细胞对射线的反应更敏感，在低剂量射线的辐射下，破骨细胞的破骨活性增强，形成更多的多核巨细胞，高剂量辐射可抑制破骨细胞的功能和活性；而成骨细胞对射线的辐射相对耐受，低剂量辐射对成骨细胞功能影响有限，高剂量辐射可诱导成骨细胞凋亡、抑制其增殖和成骨能力，下调成骨分化相关基因ALP、OCN和COL1等表达。低剂量射线辐射情况下，体内、外研究均证实骨表面破骨细胞的数目增多、活性增强，骨质丢失增多。进一步研究提示双膦酸盐类药物可抑制射线诱导的早期骨质疏松，提示破骨细胞活性增强是早期放射性骨损伤的主要原因，但在高剂量辐射下，破骨前体细胞凋亡、破骨细胞活性和数量减少，损伤或衰老的骨细胞及骨质难以清除，骨改建平衡同样被打破，导致骨质坏死。上述系列研究提示在放射诱导的骨损伤过程中，破骨细胞功能失调可能是始动因素之一，并贯穿于整个放射介导的骨损伤过程中。
（二）放射诱导的内皮细胞损伤与ORNJ
内皮细胞损伤是RIF纤维化前期的始动因素，内皮细胞在放射损伤下，可激活P53通路和鞘磷脂神经酰胺通路介导的凋亡和衰老，衰老和凋亡的内皮细胞可释放TNF-α、IL-1、IL-6和IL-8，进而招募巨噬细胞；其次，放射损伤可增强内皮细胞表达选择素、整合素、ICAM-1、VCAM-1和CD44等黏附分子，促进白细胞和巨噬细胞的黏附，介导急性和慢性炎症反应。释放的炎症介质（TNF-α、IL-1等）和氧化损伤可下调血栓素调节蛋白，增加凝血酶并激活血小板，促进血栓形成。再次，放射损伤增加细胞内ROS和自由基，可引发类似缺血-再灌注的损伤，导致内皮细胞功能失调，结构改变；同时，放射损伤还可激活内皮细胞NF-κB活性，维持组织处于持续的炎症状态，引发内皮细胞-间质变，促进纤维化。(https://www.daowen.com)
（三）成纤维细胞和肌成纤维细胞与ORNJ
成纤维细胞（fibroblast）是结缔组织中最常见的细胞，其活性、分化状态和位置不同，可展现出不同的形态；在成熟的结缔组织中为静止的纤维细胞，而在创伤愈合过程中可转变为激活的肌成纤维细胞（myofibroblast）。成纤维细胞具有分泌和调节功能，而肌成纤维细胞是介于成纤维细胞和平滑肌细胞中间状态的一种细胞，具有收缩、分泌、调节功能和巨噬细胞样特性，是创伤愈合过程中的主要细胞，创伤愈合后肌成纤维细胞发生凋亡或分化为成纤维细胞或平滑肌细胞。肌成纤维细胞和成纤维细胞都是合成细胞外基质（ECM）的主要细胞，但肌成纤维细胞合成ECM的能力远强于成纤维细胞，是组织纤维化过程中产生过量ECM的主要来源细胞，在肝、肾和肺等各种组织器官的纤维化、动脉粥样硬化等病理过程以及瘢痕组织形成的过程中，扮演着重要角色。放射损伤后，肌成纤维细胞在纤维化前，炎症起始期开始出现，并持续出现在整个纤维化过程中。Tian等认为肌成纤维细胞在ORNJ发病过程中起着关键作用，随后其团队建立兔下颌骨放射性颌骨坏死动物模型，通过免疫组化研究证实α-SMA阳性的肌成纤维细胞在ORNJ中增多，并包绕在分离的死骨周围，该研究提示肌成纤维细胞在ORNJ中可能起着重要作用，但目前尚未见报道明确ORNJ中肌成纤维细胞的来源和确切分子调控机制。一般认为：在纤维化过程中，上皮细胞（上皮细胞-间质转化）、内皮细胞（内皮细胞-间质转化）、成纤维细胞、平滑肌细胞、周细胞、肝卫星细胞和骨髓来源的细胞可通过不同机制转化为肌成纤维细胞，参与组织修复和纤维化等病理生理过程。上述细胞表型转化或转分化的过程是一个复杂、多种细胞因子和信号通路参与的过程，主要包括TGF-β1、TNF-α、CTGF、bFGF、IL-1、IL-4、IL-6和CTGF等细胞因子及TGF-β/Smads、Wnt、P38MAPK等多条信号通路，其中被广泛认可的是TGF-β/Smads信号通路。TGF-β通过与细胞表面含丝氨酸、苏氨酸激酶的TβR-Ⅱ型受体结合，然后使TβR-Ⅰ型受体GS端磷酸化并与之结合，激活胞内Smad2/3使之发生磷酸化，与Smad4结合，形成复合物转入胞核内，与DNA序列结合，影响靶基因的表达，参与调控上皮细胞-间质转化、内皮细胞-间质转化和成纤维细胞-肌成纤维细胞转化，促进纤维化进程；而抑制TGF-β可能逆转上述表型转换过程，抑制纤维化。因此，靶向TGF-β信号通路可能是ORNJ的潜在治疗靶点。在RIF过程，早期募集的炎症细胞可释放TGF-β，激活促纤维化细胞因子的表达，促进组织细胞向肌成纤维细胞转分化，启动纤维化进程，随后肌成纤维细胞分泌TGF-β，并在其他细胞因子的作用下，激活级联信号通路，维持纤维化进展，并导致不可逆损伤。
但是，目前并无ORNJ中内皮细胞、成纤维细胞和血管平滑肌细胞向肌成纤维细胞转变的直接证据。付洪海等发现，在体外培养F344大鼠皮肤成纤维细胞，在直线加速器下进行照射处理，发现照射后TGF-β1和α-SMA蛋白表达上调，提示成纤维细胞在照射后转变为肌成纤维细胞并高表达特异性标志物α-SMA；有意思的是，Lee等研究发现，人骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem/stromal cell，BMSC）在TGF-β1诱导下可向肌成纤维细胞分化，并高表达α-SMA，提示BMSC可以向肌成纤维细胞分化；Yang等证实TGF-β1可通过上调S1PR1和S1PR3促进BMSC向肌成纤维细胞分化；提示BMSC可能是RIF过程中肌纤维细胞的重要来源。内皮细胞、成纤维细胞、血管平滑肌细胞和BMSC均在颌骨及其周围组织中存在，为ORNJ发生过程中肌成纤维细胞的分化来源提供了细胞学基础。
（四）BMSC与ORNJ
BMSC是存在于骨髓基质中具有多项分化潜能的细胞亚群，对维持骨微环境稳态和造血干细胞的功能具有重要作用，有研究证实，BMSC在纤维化过程中起着关键调控作用，是肌成纤维细胞的主要来源，而应用BMSC可预防或治疗放射诱导的损伤，但其在RIF中的作用和机制尚不十分清楚。上海交通大学何悦教授课题组研究发现放射损伤可引起BMSC细胞凋亡，并抑制其成骨分化；同时发现，射线诱导BMSC后，ROS和miR-22表达上调，参与BMSC细胞凋亡并抑制成骨分化；进一步深入发现证实miR-22靶向抑制Redd1调控放射诱导的ROS，进而促进BMSC凋亡，抑制其成骨分化。该系列研究证实，miR-22调控放射诱导的BMSC损伤，可能是ORNJ发病的重要机制之一。此外，多项研究证实，BMSC在纤维化过程中可分化为肌成纤维细胞，参与纤维化过程；但目前尚未见到有体内研究报道，在RIF过程中，BMSC可向肌成纤维细胞分化，值得进一步深入探讨。