成都华西华科研究所分析骨代谢的调控与QCT骨密度软件体模检测方法

长骨中，前列腺素（PG)可以增加细胞内cAMP的牛成并 刺激骨的吸收。此后.更多的研究表明前列腺素及其他 类似物在骨代谢中具有电要作用，娃一类重要的骨代谢 调节因子。前列腺索即可促进，乂可抑制骨的形成和吸 收，具有多重功能。成骨细胞及周围的骨髄、血柙和邻近 的组织以及参与损伤和炎症反应的细胞均可以合成前列 腺累。PG由20-烷花生四烯酸衍化而来，是-类脂肪 酸衍生物的总称，PG分子中具有五元环和20个碳原子， 其基本结构是前列烷酸。PG可分为PGA，PGB, PGD, PGF, PGP,PGH和PGI八类，各类PG又可根据环外碳 原子间的双键数目分为许多业类等。PG通过与特意受 体结合而发挥作用。在骨细胞中PG受体存在多条G蛋 白偶联受体途径，产生不同的生物效应^。如PGE2本 身就存在四种受体。目前有关PG受体及其功能的研究 正在进行中。

前列腺素合成的调控

早期，应用亩含补体及抗啮齿动物细胞表曲抗原抗 体的血淸进行研究，发现，此血淸可以通过前列腺素依赖 方式剌激胚胎小鼠长#的吸收。后来发现，许多因素 都可以增加骨中前列腺素的生成，包括细胞因子、生长因 子和激索丨L-丨可明显促进骨细胞中前列腺素的 生成，但前列腺素的生成对于丨L-1骨吸收作用并非必 霈。在体颅骨表面注射丨L- 1后早期可导致PG非依赖 性骨吸收，以及持久的前列腺素依赖性炎症反应。丨L-1 可能通过剌激花生四烯酸的释放和前列腺索G/H合成 酶（prostaglandin G/H synthase , PGHS)含最的增加而使 骨中前列腺家生成增加

其他细胞因子对前列腺素的生成也有不同的作用。 TNF、IFN-y、维生素K2和丨L- 4-抑制PG的合成。 生长因子中，丁Gh'- p、表皮生长因子（EGF)、TGF- _〇、 PDGF0等可以促进前列腺素的生成，前列腺素则能加强 它们的吸收作用。刺激前列腺素生成的许多因子间具有 协同作用，PGF2a可增加器官培养中PGFi的生成，进而增强 了其吸收作用。cAMP可以增加的列腺素的生成，生成 的前列腺素乂增加cAMP的生成，呈II:反馈调节^ltt1。最 初的研究结果表明自动放大作用想由PGHS-丨的诱导 引起的，但此作用相对较弱。现已发现，许多前列腺素都 可通过蛋臼激賒C和cAMP途径诱导PGHS-2, PGF2a 和PGR较PGEj作用强烈，？01₂作用段小。在细胞和 器官培养中前列腺素的持续生成以及介导#组织中短哲 的撞击负荷或机械应变导致的延续效应中，这种机理邡 是非常重要的。细胞因子刺激前列腺素生成后也具有自 动放大作用。这在炎性骨吸收中非常重要。骨细胞对机 械力的反应nj•能呈前列腺索依赖性。牵拉竹细胞以及流 体的切应力使前列腺索生成增加。Rawlinson等认为，撞 击负荷剌激骨细胞合成PGI₂、成骨细胞合成PGEj，PG1₂ 和PGEj使骨中DNA和RNA的合成增加。

 前列腺素与骨形成

前列腺索对胶原合成的刺激和抑制作用最早是在骨

器官培养中发现的。其后的研究农明，PGK对培养的胚 小鼠颅骨中的胶顷合成抖有双重作用，在低浓度或糖皮 质瀲索存在的条件下，PG&可增加胶原的合成，但高浓 度的PG&或在丨GF-丨存在时，则起抑制作用^[7:。这种 抑制作用与蛋白激醃C途径的激活有关。而且可能是通 过F族前列腺素受体而产生作用，前列腺索也可抑制经 II.-1预处理的滑膜细胞及成纤维细胞的胶原合成。这 可能足炎症中骨及结缔组织丧失的重要机理。

在体外，前列腺素可促进培养的骨细胞分化，加速骨 中钙化结节的形成^:8_w1。PG&可剌激成骨细胞前体的 复制，前列腺索对成骨细胞株MC3T3-E1的DNA合成 和碱性磷酸酶活性具有双相作用，低浓度PG&通过 cAMP的生成剌激碱性磷酸酶的活性。细胞培养中 PG&和PGF&的cAMP非依赖性可能是通过激活蛋白 激酶C途径，使DNA合成增加^|||]。器官培养中，用 cAMP生成刺激药物也可促进细胞的复制和胶原的合 成。前列腺素也可能通HcAMP途径促使细胞和器官坫 养中IGF-丨的生成，因此，PGK2的合成代谢作用可能是 由丨GF-I介导的。但PGE2与丨GF结合蛋白（1GFBP- 3)对合成代谢的协同作用难以排除，因为，丨GF结合蛋白 可以阻止外源性丨GF- I和丨GF-丨丨的作用。此外， PG&还句刺激IGFBP-5的释放，该蛋A主要存在于對 细胞外基质中，使丨GF与基质结合PGF - 2a (而非 PGE₂),通过蛋白激酶C途径刺激MC3T3-E1细胞株内 IGF- I受体和丨GFBP-2表达，但不增加丨GF- I的生 成。前列腺素还可使胚胎大鼠长背的培养箪中活性 TGF- p的含置增加。

外源性前列腺素主要作用足刺激#形成，骨折修复 过程中，前列腺素既可以刺激，也可以抑制骨痂的形成， 说明了前列腺素的m要作用。但内源性前列腺索的合成 代谢作用证据尚少，怛NSAIDs可以抑制人工髋关节罟 换术以及大鼠脱矿骨移植后的异位骨化，说明内源性前 列腺素在新卄形成中具有重要作用。

前列腺素与#吸收

早期大部分冇关前列腺家在骨中作用的研究都集中 在其刺激骨质吸收的作用1：。研究结果表明PG&趟竹 中含M最多的二丨•烷酸，而PGE是作用最强的骨质吸收 刑。PG1₂为骨中含M第二位的前列腺衮，但它在器冇培 养中没奋明显的介导吸收作用。一小部分PGF_2a由骨细 胞产生。外源性PGF_2a可以刺激骨的吸收，但其作用，部 分是因为内源性PG&的生成增加所致。

高浓度前列腺素对分离的破骨细胞有抑制作用，这 与降钙衮的作用相似¹¹²¹，可能垃cAMP生成增加而引起 的哲时性效应。其生理学和病理学意义尚不淸楚。与依 輳于由前体细胞复制和转化而来的新1:破背细胞的葬粜 反应所产生的剌激和吸收作用相比较，这种抑制作用更 迅速，也更短暂。在讶髄培养中，外脒性前列腺素可以增 加破#细胞样多核细胞的生成，而且.刺激破骨细胞活化 的作用可以被非尚醉类抗炎药（nonsteroidal antiinHamnifi-tory drugs, NSAlDs)如消炎痛所抑制，也说明了内源件前 列腺素的作用。细胞因子和生长因子的吸收作用通常部 分依赖于前列腺索的生成^[13]，但大部分骨吸收促进剂也 都有非前列腺索依赖成分，因此认为，前列腺索对细胞因 子和生长因子的吸收作用具冇促进和增强作用。几乎所 有刺激或抑制骨吸收的因子对前列腺素的生成也具有相 同的作用这一亭实支持上述观点。唯一例外是TGF- 它直接抑制破骨细胞，但剌激前列腺索的合成，低浓度 的TGF-p可促进骨《细胞形成破骨细胞，且呈前列腺 家非依赖性。

前列腺素对骨的作用机理摇要进一步探明。已有许 多前列腺素受体被克隆，因此可葙此进行识别介导不同 骨代谢受体反应的特异受体研究。由于前列腺素体内淸 除和代谢很快，对其素生成M的定里测定比较困难。可 借助其他方法如测定相关醻的mRNA是较为合适的一 种方法。反转录酶聚合觴链反应（RT-PCR)的应用使 定里小样本骨组织中PGHS的水平成为可能。原位杂交 及免疫细胞化学技术可以对相关鵑及其mRNA进行煱 部定位。动物实验中的新进展也很重要，如利用转基因 小鼠的击倒实验可以确定PGHS 1和PGHS-2的相对 重要性，还可以研究此两种酶的选择性抑制剂^h<1。 PGHS-2可用作选择性枯抗剂治疗前列腺素介导的骨 丢失。舫列腺家对骨合成代谢的影响及临床应用研究仍 然是值得进一步研究的课题。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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