OPG-RANK-RANKL系统在溶骨性骨肿瘤中应用.docVIP

OPG/RANK/RANKL系统在溶骨性骨肿瘤中应用 　 【关键词】 溶骨性骨肿瘤 溶骨性骨肿瘤是骨科的常见病，有转移、复发、恶性变、治疗棘手等特点，一直是大家关注的焦点、研究的重点和难点。近几年来，研究发现护骨素(Osteoprotegerin，OPG)细胞核因子κB受体活化因子(receptor activator of NFκB，RANK)/细胞核因子κB受体活化因子配基(receptor activator of NFκB Ligand，RANKL)系统在阐明溶骨性骨肿瘤发生机制方面具有重要意义，特别是OPG/RANKL比率的改变可以直接影响肿瘤主细胞的发育，从而影响溶骨性骨肿瘤的生物学特性。 1 概 述 1.1 OPG OPG又称破骨细胞分化抑制因子(osteoclastogenesis inhibitory factor，OCIF)，1997年WS Simonent等在胎鼠小肠cDNA文库中首先克隆出来，是一种肝素结合分泌型糖蛋白。N端4个结构域富含半胱氨酸参与配基结合，C端两区为两个紧密相连的死亡域，目前研究发现能诱导成熟破骨细胞的凋亡。OPG有单体和双体两种形式，给药时双体比单体分布迅速，在生物活性方面比单体强，因而应用前景较单体广泛。1997～1999年在细胞生物学、免疫学、骨生物学和分子遗传学等领域，研究者分别在纤维原细胞、脾细胞、T淋巴细胞、成骨细胞、单核基质细胞、破骨细胞和滤泡树状细胞等细胞中发现OPG、RANK、RANKL这三种因子［1］。 1.2 OPG的结合蛋白－RANKL OPG被发现不久，用其作为探针，便找到了它的配体，即RANKL。RANKL是一种Ⅱ型跨膜蛋白，人类RANKL由317个氨基酸组成，基因定于染色体13q14，OPG和RANKL是两种肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)超家族新成员，能调节破骨细胞的分化和骨吸收。OPG是RANKL的可溶性负调节因子，RANK是RANKL活化所必需的受体。RANKL在淋巴组织(淋巴结、胸腺、脾、胎肝)及骨组织(骨骼、骨髓)中含量高，而在心、胎盘、骨骼肌、胃和甲状腺等淋巴样组织中仅有低度表达。RANKL可促进破骨细胞分化，增强成熟破骨细胞的活力，阻止破骨细胞凋亡。RANKL与巨噬细胞集落刺激因子(mocrophage colonystimulating factor，MCSF)是破骨细胞生成前体分化为成熟破骨细胞的必需因子。RANKL基因敲除的小鼠［2］表现为严重的骨质硬化和出牙困难，体内破骨细胞数明显减少，同时伴T、B淋巴细胞分化障碍，缺乏淋巴结，胸腺发育不良，注射外源性的RANKL后症状缓解，OPG也可阻断。 1.3 RANKL的受体－RANK RANK属于Ⅰ型跨膜蛋白，人类RANK是616个氨基酸的多肽，其基因定位于染色体18q22.1，它有一个28个氨基酸的信号肽，在N末端有184个氨基酸的胞外区，21个氨基酸的短跨膜区，一个较大的383个氨基酸的C末端胞浆区，RANK的胞外区含有4个富半胱氨酸区和2个N糖基化位点。RANK表达于巨噬/单核细胞系，包括破骨细胞的前体细胞、T淋巴细胞、B淋巴细胞、树突状细胞和成纤维细胞。RANK是TNF受体超家族成员，是RANKL刺激破骨细胞分泌和成熟的唯一靶受体。与RANKL基因敲除相似，RANK基因敲除的小鼠由于缺乏破骨细胞导致严重骨硬化症，同时缺乏周围淋巴结和成熟的T、B淋巴细胞。Hsu等［3］用RANK与免疫球蛋白G Fc片段(immunog lobulin G Fc Portion，IgGFc)的融合蛋白阻止了RANK与RANKL的结合，从而阻止了破骨细胞的分化与成熟。越来越多的研究表明，OPG可与膜受体RANK竞争性结合RANKL，且OPG与RANKL的结合能力强，从而阻止了RANK与RANKL的结合。 2 OPG/RANK/RANKL系统的调节 2.1 OPG/RANK/RANKL系统的作用机制 骨组织局部微环境中RANKL和OPG表达的相对水平(RANKL∶OPG)是决定破骨细胞形成及活性的关键，即骨的吸收还是形成，若OPG基因表达水平高于RANKL，则破骨细胞形成受抑，相反，则破骨细胞形成活跃。OPG的作用是结合或中和可溶性RANKL及与基质细胞结合的RANKL，从而阻断RANKL与破骨细胞系细胞表面的RANK结合。膜结合的RANKL更能促进破骨细胞成熟，OPG可与膜受体RANK竞争性结合RANKL，且OPG比RANKL的结合能力强。有人曾做过这样的研究，OPG基因敲除小鼠表现为破骨细胞分化活跃和破骨细胞活性增强，出现骨质疏松表型；相反，OPG过度表达则使小鼠出现骨硬化表型［4］。有研究说明，应激活化蛋白激酶、蛋白激酶C途径与OPG及R