成都华西华科研究所分析雌激索对培养骨细胞作用与QCT骨密度软件体模检测

(1)雌激#对成骨样细胞的作用

1)      雌瀲家受体的存在许多证据表明雌激素凋节 骨的生长和转换，在培养的骨细胞中已发现雌激素受体， 从而在细胞培养中表明r雌激素对骨细胞的作用。在成 骨细胞家系的培养细胞中存在高亲和力的雌激素受体。 Komtn等^:1<>)发现在鼠和人的讶肉瘤细胞系，每个细胞核 大约有低浓度的200个联合位点。Northern分析证实雌 激素受体mRNA和用UM雌二醉加人细胞培养液诱导 出原#胶原I型mRNA和转化生长因子p(TGFp)。人 类骨细胞的原代培养中也发现了雌激素受体的mRNA。 这种雌激素与成骨样细胞的结合呈温度依赖、可饱和、有 类固醉特异性及细胞种类特异性。10nM雌二醇加入生 殖细胞培养液中，可诱导出有功能的孕激岽受体，这是雌 激素在生m组织中一个特征性作用。一些敏感和特异的 技术已经证明，成骨细胞系的骨细胞的雌激索受体表达 有限，相对低，但在长期细胞培养中仍有集中表现。

2)      分化的功能在证实了骨细胞存在雌激素受体 之后，各种研究报道了雌激素在体外对成骨样细胞增殖、 基因编码的酶和骨基质蛋白的基因表达有宵接作用。但 这些由于雌激索治疗引起的变化相对小且结果不一致。 Gray^[u>)等发现在鼠的骨肉痼细胞系UMR- 106,雌激素 治疗转时抑制细胞增值和增加碱性磷酸酶活性。雌激素 增加IGF- 1的分泌，通过同一细胞系产生各种不相关的 酶变化。用雌瀲隶受体基因稳定转染人类骨肉瘤细胞系 后，他们发现雌潋素治疗抑制增生，但不影响碱性礴酸酶 活性。在培养的由胎鼠颅盖骨来源的成骨样细胞，和大 鼠的成骨祥细胞加人雌激索后，细胞增殖增加，I甩胶原 的mRNA表达增加，消化胶原酶的蛋白合成增加。胎M 颅盖骨和在永生的鼠成骨细胞系RCT-丨和RCT-3的 原代培样中，发现雌激素促进细胞的增生，增加丨GF - 1 和原骨胶原I型的mRNA,通过甲状旁腺瀲素降低腺苷 酸环化梅的活性。有报道，人的成骨细胞系SaOS-2行

雌激素治疗，降低PHT刺激的腺苷酸环化酶活性。Kee- ting¹"¹等进行的唯一的利用未转化的人类成骨细胞样细 胞的实验，未能说明雌激素对细胞增殖有作用或对骨基 质蛋白表达有一致的作用。

W此，在各种来源的成丹细胞系的细胞中，雌激素能 增强、抑制、或+影响细胞增殖，增加、降低或不影响骨基 质蛋白的合成水平。造成这些矛盾结果的主要因索是研 究的模式系统差异太大，转化的细胞系不能代表从成人 中分典出的正常细胞。同样，胎儿和新出生的细胞可能 不同于成年的成骨样细胞，且在体外实验成骨样细胞的 定义并不严格，通常仅基于几个有限的生化标记。这与 在活体内成骨细胞的定义要求考虑部位、表型和功能不 相符。另外，一些细胞雌激素受体数里过少并且不稳定 也可能混淆结果。最后，大部分人类成骨样细胞培养起 源于不相关的细胞显示出各种不同的雌激素反应，而在 克隆的细胞系仅会产中较少的反应。相对于早期在活体 内发现的雌激索的作用，在细胞培养中缺少大M—致的 生殖组织的反应，提示雌激素作用骨细%的主要方面可 能不是对成#细胞的功能进行直接调幣。用于解释绝经 后骨丢失的主要原因順序发生的骨再建，细胞培养系统 可能不是个合适的模式。

3>生长因子和细胞因子的产生在成年人雌激索 对骨宽建的主要作用可能是降低骨吸收，而不是调整# 形成，可能雌激素与成骨细胞受体的结合间接调控成骨 细胞的功能。研究提示许多调节骨吸收的因子通过以成 、骨细胞为中介的机制实行间接调控。细胞因子与成骨细 胞上受体的结合可能导致可溶性因子的释放，进而直接 作用于成骨细胞调®他们的数萤和活性。因此，雌激素 能抑制成骨细胞剌激因子的释放，或促进成骨细胞抑制 因子的释放。基于对实验动物，组织培养或细胞培养的 研究，许多生长因子和细胞因子能潜在的调节骨吸收。 已报道增加破骨细胞活性的细胞因子，包括粒细胞-巨 咮细胞刺激W子（GM _ CSF)，粒细胞歯落剌激因子 (M-CSF),肿瘤坏死因子a(TNF-a),转化生长因子 «(丁〇卩-(1),白介素-1(11，1)，白介素-6(比-6)及前 列腺索等。报道减少骨吸收的细胞因子包括TGFp和d 介素-4UL-4)等。另外，白介素-8(IL-8)也M示参 与细胞趋化和细胞-细胞之间的相互作用。因此能影响 成骨细胞和破骨细胞之间的相互作用和影响破骨细胞的 补充^[123。

冇效的细胞因子有受雌激索调控的骨吸收特性，雌 激索水平降低时，体内IL-1、丨1^-6、丁^-«水平升商， 促进破骨细胞的增殖、分化、融合，骨吸收增加，骨代谢偶 联失衡，从而导致骨质疏松雌激素水平增高时，刺 激护骨求和TGF-p的产生，剌激骨形成6是一个冇效地促骨吸收细胞因了•，可以介导 IL-1的骨吸收活性。人类的成骨细胞稳定转染ER-〇 受体基因后，雌激素可抑制由丨L-l，TGF-_a介导的 IL-6mRNA和蛋白的产生。丨L-6对成骨细胞功能的 作用，在不同的物种间可能有很大的差异。

通过生物鉴定证明在正常人成骨样细胞中，雌激素 以剂14依赖的方式增加mRNA稳定状态的水平和释放 TGFp蛋白。PTH对这些细胞也有剌激作用，但有趣的 是这个作用坷以被雌激素治疗所取消。因此，至少雌激 素降低骨吸收的部分机制是通过成骨细胞雌激素介导的 细胞因子和可溶性细胞因子的释放。对这个作用是如何 被介导的并不淸楚，但表现复杂，可能有多种细胞因子和 细胞因子参与。

(2)雌激索对破骨细胞的作用

1)      雌激素受体的存在每的肝脏，输卵管和破骨细 胞中，用雌激素受体的cDNA探针与mRNA结合迁移带 在5.2kb处有杂交。这个条带在污染了审核细胞的制剂 中消失。单一的鸟破骨细胞也存在可饱和的特异的与雌 二醉结合的核受体，每个核上有5600个雌激素结合位 点。这个水平相当于鸟生殖靶组织上的数S,比报道的 哺乳动物的成骨样细胞的数里要高的多。同其他类囲醉 粑组织一样，核的结合位点是类凼醉特异的。

2)      破骨细胞的功能在细胞培养中，雌激素抑制破 骨细胞的骨吸收活性说明雌激索对骨吸收的影响至少部 分是直接通过破骨类细胞来实现的。

来自肿瘤组织的单一的多核细胞对雌激素治疗的反 应呈类固醉剂录依赖的降低吸收活性。在l(Tⁿ M的 17(3雌二醉作用下可观察到骨吸收有意义的受抑，在 1(T⁹ M的水平，抑制达最大化。在10 ⁸ M雌激素条件 下培养的人类巨细胞肿瘤细胞骨吸收比对照组少30%。 将单一的破伢细胞，培养在含有骨漱粒的基质中，监测两 个基因的mRNA稳定表达水平的变化，这两个基因的蛋 白产物与溶酶体相关：溶菌醃和LEPHKH—个溶醃体的 整合膜蛋白 从而监测17|3雌二醇对破骨细胞溶醃体基 因表达的影响。这两个溶酶体相关基因的表达有一段时 间呈剂里依赖沏降低，经17p雌二醉和4-羟化它莫西芬 协同治疗，该反应消失。用放线菌酮治疗的细胞系在对 17P雌二醉反应时，不出现溶菌酶和LEP100的mRNA 水平的降低，提示激素作用在新蛋白的合成，或许作用是 间接的。进一步的研究说明，来自培养的破骨细胞中的 组织蛋白酶B,组织蛋白酶L,抗酒石酸盐的酸性磷酸 (酯）酶（TRAP),p胍乙酸分泌减少和溶菌解活性的降 低，在17p雌二醇治疗后4〜18h可枪测到。

对从巨细胞痛病人细胞系分离的破骨细胞，17P雌 二醉降低其组织蛋白酶B,组织蛋白酶D，TRAP的mR- NAs。相反，来自细胞隔离种群的单核细胞没有通过17p 雌二醉调整这些mRNAs。还有，在170雌二醉治疗后 24h内组织蛋白解B,组织蛋白酶D,TRAP的分泌喊少。 P胍乙酸分泌和溶菌酶没有改变。

3)      生长因子和细胞因子产物在有效的抑制破骨 细胞的生长因子中，介导雌激索作用的主要是TGF-p。 TGF-p是多功能蛋白，由包括破骨细胞在内的许多细胞 所产生，并有广泛的生物学活性。在多数生物系统中，它 的作用是细胞增殖的抑制剂，但对成骨样细胞，它是有效 的细胞分裂剂。TGF-p也是一个有效的破骨细胞功能的抑制剂，能减少破#细胞的重吸收活性和抑制破骨细 胞的补充。

研究表明破骨细胞能活化TGF-心雌激岽增加破骨 细胞TGF-0的产生.反过来可能以自分泌的方式来抑 制破骨细胞的骨吸收^[~。有研究表明雌激索促进破骨 细胞的凋亡的作用也可能是TGF-p介导的在各种 含TGF-P的培养系中，破骨细胞能有效地活化各种潜 在的TGF-p,包括由鸟破骨细胞本身释放的TGF0。这 种活化作用的精确机制需要阐明，可能霈要蛋白激酶作 用，膜的活化，或低pH激活。最近的研究表明分离的鸟 破骨细胞在17卩-雌二醉治疗后，能增加TGFp的产生和 分泌。这种剌激作用在给予17a雌二醉或17卩雌二醉与 4-羟化它莫西芬同时给予时并不能观察到，说明这种 TGFp合成的加强是雌激素特异性的。

TGF-_a&可能参与雌激素下降对骨骼的影响过程。 可溶性TGF受体与TGF-a结合可抑制TGF-a的作 用，从而减少卵巢切除后大鼠的#吸收和背损失。另外 转基因小鼠表达可溶性TGF受体可以阻止由卵巢切除 所导致的骨吸收⁽¹⁸⁾。M-CSF是对破背细胞舫体分化和 增飱的刺激因子，卵巢切除小鼠的间质细胞比对照组能 产生更多的M-CSF。卵巢切除小鼠的骨《上清液能剌 激小鼠颅骨细胞环氧合酶(COX)-2的mRNA表达和前 列腺素E(PGE)的合成增加。在体外用次级里的丨L-1, 1L-6和丨L- 6受体可导致破骨细胞形成减少和 COX-2介导的PGE减少。

4)核原癌基因的表达在骨微粒存在时给鸟的破 骨细胞以雌激素治疗，随后用Northern bbt分析细胞的 总RNA，表现为原癌基因c-〖os和c - jun的稳定期mR­NA 水平呈类固醇剂级依赖型增加^[19]。 鸟破骨细胞中对 这些核原癌基因表达的剌激作用发生迅速，在雌激素治 疗后30分钟内可观察到有意义的变化。这些数据支持 这个概念，鸟破骨细胞是雌激家作用的直接靶位。再者 維激素作用使c^_fos和c - jun的mRNA水平的快速变 化，提示对它们上游区域有AP- 1调节位点的基因的转 录有潜在调整。

总之，鸟破骨细胞和来自骨巨细胞瘸的人破#类细 胞含有雌激索受体，并且在活体中对雌激素产生反应，降 低吸收活性。这些变化与雌激素对实验室动物的破骨细 胞的作用，及与雌激素对实验室动物和人骨吸收的作用 是一致的。雌激素对破骨细胞的这些直接作用提示，通 过雌激素，抑制破骨细胞介导的骨吸收，可能通过多个信 号传导通路为媒介。在活体内，雌激素对成骨样细胞也 有直接的作用。然而，这方面的结果不一致，许多实验的 结果与在活体内观察相矛盾，还芾迸一步研究_{0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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