成都华西华科研究所分析成骨细胞调控与QCT骨密度软件体模检测

成骨细胞的调控

成骨细胞是调控卄吸收的中心细胞^h2]。从组织学 上讲，各种细胞因子首先作用于OB,引起其形态学发生 改变，逐渐脱离钟面，游走的OC进人，从而通过其表曲 的皱褚缘和透明带紧贴骨曲，升始甘的吸收活动。在0B 合成的非胶原蛋白中，骨涎蛋白及骨桥蛋白等物质含有 Ary-Gly-Asp氨基酸序列，该序列可与OC的玻连蛋白 受体结合，从而提供OC与骨基质附着的位贤。被吸收 的骨陷窝，通过趋化过程，将前趋的OB吸引入陷窝内， 再经过各种细胞因子的刺激，诱导前成骨细胞增生、分化 为成熟的OB，可合成骨蛋白，通过TGFp和BMP等因子 的调节，进行成骨活动。同时,OB有可产生溶解因子，对 控制骨形成与骨吸收产生重要作用。OB与OB样细胞 产生的许多细胞因子如白细胞介素（inter丨eukin丨L) - 1、 11-6、11-11、月中瘤坏死因子(11111101^>11(；〇-〇^3(^01'丁邮）- a、转移生长因子（transforming growth factor TGF) - (3、及 i，25(oh)₂fv糖皮质激索对oc形成有m要作用^[m。

成竹细胞分泌的巨噬集落剌激因子是破骨细胞发耔 的关键因索，是破骨始祖细胞增殖和分化的必要条件，也 能延长破骨细胞的存活期。在硬骨病小鼠中OB的巨喵 集落剌激因子基因密码区第262碱基对插人了頮外的胸 腺嘧啶，因而不能表达有功能活性的巨噬集落刺激因子， 致使OC数最减少，骨吸收降低，骨里增加。给这种小鼠 使用甫组巨咮集落剌激因子，恢复了 OC和巨噬细胞的 数目，治愈了小鼠op/op骨吸收缺陷症。已知肯基质成 份（如骨钙素、I咽胶顷肽）对单核细胞具有趋化性，OC 只对骨农面冇机基质层被除去的#冇强烈的吸收作用， 而OB则产生胶原酶和组织纤维蛋白溶酶原激活因子。 二者都可降解#的有机基质。在PTH和其他骨吸收激 隶作用下会增加这些中性酶和滅少蛋白酶抑制因子。在 这些酶的作用下，付表面非矿化类骨质被除去，OC进人 矿化基质，后者启动和活化OC的背吸收作用。另一方 面，OB是许多影响OC骨吸收的局部和系统中激素因子 的第一靶细胞。如#中的的细胞具有针吸收激素PTH 和丨，25(OH)₂〇3受体的是OB而不是0C。因此，只有在OB存在的条件下，它们才能使OC产生#吸收陷窝。一 些细胞因子也不是直接作用于OC,而是通过0B的作 用，再去调节OC的功能。丨L-1具有强力刺激钟吸收作 用，但对成熟破骨细胞无作用.只有在成#细胞介导下才 能促进破#细胞性骨吸收◊ PTH、TNF_a对分离培养破骨 细胞性骨吸收无作用，一旦加入成骨细胞，则可以增强破 骨细胞性骨吸收。

(三）微生物及压力对领骨骨吸收的彩响

1.微生物对破骨细胞生物学行为的影响许多细 菌成份如脂多糖内毐素、脂磷壁酸、肽聚糖、胞壁一肽、囊 泡物质及脂蛋白等，都能在器官培养水平剌激骨吸收，提 示它们在牙周炎时诱导牙梢骨吸收的重要成份。

脂多糖内毒岽（1 ipopolysaccharides，LPS)是革兰阴性 菡细胞壁最外层的结构成分，在〇. 1〜HWmL时能诱 导骨吸收，不同细荫来源的LPS促进骨吸收的能力不 同，LPS对牙指骨作用的途径也楚多方面的。Sveeti和 Skau_K报道产黑色素类杆繭厲内毒素较核梭杆荫和小韦 荣氏球術内毐索的骨吸收活性强。也有报道，放线共生 放线杆茼引起骨吸收的毒性最为显著。有研究证实.注 射内毒素可诱导破骨细胞活化，但内宙素不能直接诱导 破骨细胞活化，而是直接刺激成#细胞.进而活化破骨细 胞。内毐索刺激的成骨细胞培养]：淸液中含有相当多的 胶原酶和胞浆索职活化剂，它们可以直接降解骨基质，溶 解结缔m织。

脂磷裱酸（1 ipoteichoic acid, LTA)是革兰阳性菡细胞 荦、细胞膜和荚膜上一种含冇磷酸油残基的分子物质， 组织培养条件下它同脂多糖一样有刺激牙槽骨吸收的作 用，可以直接剌激破骨细胞而引起骨吸收，但并+是苴接 作用于骨组织，它的卄吸收诱导活性仅为LPS的丨/10〇

肽聚稱（peptidoglycan)也是细胞壁的主要成分，要在 相当高的浓度时才能诱导#吸收^胞殖二狀（muramyl dipeptide，MDP )浓度在 0.01 〜 1.0pm时能表现出刺激骨吸收的活性。MDP能直接促 进破骨细胞的活性，诱导骨吸收，不依赖于成骨细胞的存 在，是一种剂S依赖性反应，还可通过刺激血管周围的成 纤维细胞释放E族前列腺素和丨L-1来诱导器官培养水 平的骨吸收。

牙周炎可以引起牙槽骨的吸收破坏，但牙周炎组与 非牙周炎绢下颌骨骨密度没有差异，说明牙周炎所致的 牙梢突吸收主要楚牙周局部慢性炎症引起。但牙槽骨的 吸收修复呈现个体特异性的趋势，同一患者的不同观察 位点呈现出相同的#反应类甩，而没有明显的牙位特异 性，说明骨修复与年龄、性别等全身状况及全身系统性疾 病相关。临床常用的X线检査对于早期牙槽骨破坏不够 敏感，而龈沟液中或血淸中的生物活性物质，如白细胞介 素 l(Imerlukin - 1，丨L - 1)、肿瘤坏死因子（丁11111〇1"116〇¹〇- _SiS f_act〇r，TNF)、前列腺素E系列等因子，以及包括骨钙 素、丨型胶厣米端肽、骨粘连素、骨磷蛋白氨基前肽等伢特 异性吸收蛋白与骨吸收关系十分密切，研究这些生物物 欣与#改建的关系，对于揭示牙周炎病因，提示临床牙周

炎活动期，探讨牙周炎的发生、发展、修复和愈合机制都 有隶要意义，Wrft成为现代牙周炎研究的热点。

IL- 1、TNF是最强的伢吸收刺激因子，在成骨细胞 或基质细胞的介导下剌激骨吸收，并可诱导下游因子前 列腺素 E(Prostaglandin E，PGE)、白细胞介素 6(Interhkin -6,丨L-6)、RANKL等产生.进一步加强讶吸收。牙周 炎患者的龈沟液及炎性上皮中即存在高水平的IL K 1L-6、TNF和PGE等，是宿主对各种局部致病因子发生 免疫反应的结果。Stashenko等对12例慢性牙周炎的50 个位点进行研究发现：IL_ 与新的附若丧失发生的程度有关。丨L-1、TNF均通过促进结缔组织基质降解和 促进骨吸收参与牙周绀织的破坏。

PGE2宿主细胞分泌，具有广泛的致炎效应，如诱导 血管扩张、增加毛细血管的通透性，并通过其它炎症介质 (1L- 1、TNF>协同增强作用。Goodson( 1974)鋅先证实 PGE2是牙周炎骨吸收最有力的刺激因素。龈炎组织中 的PGE2是健康牙龈的丨0倍；牙周炎龈组织的PGE2含 M是健康牙龈的15倍，龈沟液中的PGE2水平较健康人 明显增商，与附养丧失直接相关。龈沟液中PGE2水平 的增高是牙周炎继续加重的重要指标。体外实验证实， 从牙周炎患者的牙龈中分离出来的巨噬细胞经LPS剌 激，可产生大娥的PGE2。炎症时PGE2的产生除了 LPS 的宜接刺激外，还受到一些细胞因子的间接影响，如龈成 纤维细胞在培养中受IL- 1影响分泌PGE2。采用抑制 PGE2产生的非祺体抗炎药物能有效治疗牙周炎。

虽然牙周病职菌对牙周炎的发生和发展起希极其® 要的作用，但这种病原菌学说并不能完全解释牙周炎的 易感件和炎症严审程度的个体差异。而宿主在受到病原 荫刺激后的过度反应，特别是某些炎症细胞闪子，如 IL-1、TNF等的过度产生则可能是造成这种个体差异 的原因之一。丨L-1、TNF的过度产生可能受基因的调 控。丨L- 1基因组位于人的13号染色体，由三个基 因——丨L-1A基W、丨L-IB棊因和IL- 1RN基因组成， 分别编码1L- la、lL- lp和丨L- 1Y。丨L- 1基因的多态 性与个体在受病原菌剌激后，丨L- 1产生的个体差异有 关。在排除吸烟W素后，严敢的牙周炎与丨L- 1的基W 型，特别适丨L-ip基因的多态性有关，有这种基因甩的 人在受到牙周病原荫挑战时对严重的牙周炎高度易感。 TNFa基因位于主要组织相容性复合物（MHC,在人类称 HLA)基因的第三区。LPS剌激后，中性粒细胞分泌 TNFa的低反应与HLA - DR2有关，而HLA- DR3和 HI J\ - DR4基因型则与TNFQ的卨分泌有关。

Miyata等认为，牙龈卟啉单孢菌细胞脂多糖有促进 骨吸收的效疮，这一效应通过CD14介导产生内源性的 IL-ip和丨L-6完成。应用氣霉素和红霉索可抑制剂M 依賴性地这一效应。Meghji等发现金黄色葡萄球菌的一 种低浓度盐溶液提取物即衣面相关物质能促进破#细胞 的形成、激活及骨吸收功能。但当加人TNFa和IL-6 抑制剂后，这•效应可被完全抑制。同样，出血败血性巴 斯徳朔属#索可引起体外培养的破骨细胞数H增多并促进分化。当以荧光标记的出血败血性巴斯德菌属毐索处 理培养细胞时，在一种既不像成骨细胞又不像破骨细胞 的小圆形细胞的胞浆中检测到荧光，表明出血败血性巴 斯德歯属毒素不是立接作用于破骨细胞前体起作用，而 很可能通过作用于基质细胞产生可溶性的活性物质来介 导其效应的。

鼠实验性诱导的根尖周病中，丨L-丨在所有与巨噬 细胞相关的细胞因子中是摄具有活性的骨吸收刺激因 子，它在OC引起的骨吸收活动中起重要作用。也有学 者在鼠实验性尖周病观察到，开糖后3 — 14天，巨_细胞 表达IL-1P是表达IL-la的一倍。表达二者的细胞远 离#吸收面，在IL- 1表达细胞和骨表面之间有一层成 纤维细胞层。第28天，尖周病进人慢性期，根尖附近出 现大M巨噬细胞，但丨L-lp阳性细胞数摄大大减少。根 筲治疗后，丨L-la有升商的趋势，丨L-lp水平下降。另 外，在根端囊肿的囊液和培养的外周结缔组织囊壁中也 检测到了 PGE和IL-6,而且发现含PGE的培养液能促 进骨片脱钙。用免疫组化的方法，在根端囊肿的上皮和 血宵内皮细胞中也检测到TIL-6。在根端囊肿窀的毛 细血管周围有TRAP阳性的单核细胞-OC的的体细胞， 推测囊壁中不仅有溶骨性因子，还有趋化因子存在。

2.机慽力对破骨细胞生物学行为的影响 口腔正 時科领域的研究发现，体外培养的受机械压力作用的牙 周肢成纤维细胞，也可产生PGE和比-1;正畸牙齿移动 速度大小与其龈沟液中1L-1的浓度A低有关。这些研 究结采为从生物学负度研究正_机械力转化为牙周组织 生物学反应的机制.从而进一步提高矫治效能，加速正畸 牙齿移动莫定了基础。体外试验提示，白细胞介素2(In- terhki_n-2，IL-2)增加骨吸收陷窝数M和面积，通过剌 激破骨细胞前体细胞分化和增加酸的分泌来刺激骨吸 收。临床观察也发现，正畸治疗患者龈沟液内PGEJL- 1只、丨1-6、丁仰'_〇、丁〇即、£：0卩的含虽均增高。

此外，材料对破#细胞生物学行为也冇影响。关节 种椬体无菌性松动是导致种植整形修复失败的主要原因 之一。这类病变在病理学上的特征变化是种椬体周围无 菌性炎性袋，其内聚集了大M吞哩聚甲基丙烯酸甲脂颗 粒的巨噍细胞。研究表明，聚甲基丙烯酸甲脂颗粒与巨 噬细胞共培养时会引起TNF的释放，使成骨细胞产生粒 巨噬细胞系克隆剌瀲因子（GM -CSF). 1L - 6和PGE,引 起破骨细胞分化，导致骨吸收和种棺体松动、脱落。锌复 合物可抑制破骨细胞的生成〇 Kishi等将锌复合物与# 髓细胞体外共同培养，发现在不加人地塞米松的情况下， 硫酸锌或锌整合的二肽吋以减少破骨细胞生成的数H， 说明锌复合物可抑制破骨细胞前体的分化。Simiki等将 锌与镉一起加人胚胎小鼠颅盖骨培奍物中，发现锌可抑 制镉引起的骨吸收效应及PGE的产生。只外，根管治疗 的充填材料也与破骨细胞生物学行为相关。对7种双组 份的根管充填材料的研究表明，除牙胶尖外，所有材料都 对原代培养24h的破骨细胞产生明显的毒性作用，引起 细胞粘附性F降、细胞溶解，细胞间的乳酸脱氢酶活性下降，基质中的乳酸脱氢酶活性相应增高。成都华西华科研究所分析研发定量CT QCT骨密度体模软件分析系统  
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