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成骨細胞骨形成機制研究
骨不斷地進行著重建，骨重建過程包括破骨細胞貼附在舊骨區(qū)域，分泌酸性物
質溶解礦物質，分泌蛋白酶消化骨基質，形成骨吸收陷窩；其后，成骨細胞移行至
被吸收部位，分泌骨基質，骨基質礦化而形成新骨。破骨與成骨過程的平衡是維持
正常骨量的關鍵。成骨細胞是骨形成的主要功能細胞，負責骨基質的合成、分泌和
礦化。目前，隨著研究的不斷深入，在骨形成過程中，成骨細胞發(fā)展及其調控的分
子機制也逐漸得以揭示。
1 成骨細胞的起源
成骨細胞起源于多能的骨髓基質的間質細胞，除成骨細胞外，基質細胞還可分
化成軟骨細胞，成纖維細胞，脂肪細胞或肌細胞。成骨細胞來源譜系有以下幾種：
(1)骨髓克隆形成單位(成纖維細胞集落形成單位，CFU-F)；(2)骨祖細胞，可分化
成前成骨細胞和前軟骨細胞譜系，常位于骨髓腔中，有很強的自身增殖能力；(3)
前成骨細胞，即最近的成骨前體，能定向分化成成骨細胞，具有合成和增殖能力［
1，2］。成骨細胞由多能的間質干細胞在體內(nèi)的各種調控因素的調節(jié)下發(fā)展而來，
調控因素主要有BMP-2，BMP-2能誘導基質細胞向成骨細胞分化，具體就是誘導間質
干細胞分化形成骨祖細胞進而形成前成骨細胞［3］。
2 成骨細胞發(fā)展階段及骨形成機制
成骨細胞在骨形成過程中要經(jīng)歷成骨細胞增殖，細胞外基質成熟、細胞外基質
礦化和成骨細胞凋亡四個階段。很多因素可調節(jié)這幾個階段，從而最終調控骨形成
。
成骨細胞增殖期成骨細胞數(shù)量增加，以形成多層細胞，并合成、分泌Ⅰ型膠原
以便最終可以礦化形成骨結節(jié)。對成骨細胞增殖的調控具體說來即是對細胞周期的
調控，后者包括細胞在有絲分裂原作用下復制DNA和細胞分裂的調節(jié)機制，典型的
成骨細胞細胞周期時間為20～24小時［4］。抑制與細胞周期調節(jié)相關的基因會導
致增殖的停止。與增殖激活有關的基因有c-myc、c-fos、c-jun；與細胞周期有關
的基因有組蛋白、細胞周期素基因。在顱蓋骨分骨細胞培養(yǎng)中觀察到細胞從顱蓋骨
中分離后很快即出現(xiàn)最高水平的c-fos mRNA表達，比c-myc和H4組蛋白基因表達早
許多。c-myc mRNA常在1天后表達達到高峰，H4組蛋白基因表達伴隨細胞內(nèi)DNA合成
，與增殖密切相關［5］。c-fos、c-jun基因表達在增殖晚期明顯下調，同時伴隨
成骨細胞增殖減慢，細胞由增殖期進入分化期。c-fos對成骨細胞增殖的作用在體
內(nèi)實驗中也得到證實，如在人的長骨與胚胎骨生長旺盛的區(qū)域c-fos原癌基因高表
達。另有報道，c-fos高表達的小鼠中骨形成也會增加，這些均證明c-fos與成骨細
胞增殖有關。而且c-fos與c-jun編碼的蛋白質c-fos,C-jun能形成異二聚體，作為
轉錄因子結合到基因啟動子區(qū)的AP-1位點，已觀察到在增殖的成骨細胞中有很高的
AP-1結合活性，而在增殖下調后，這種高活性也明顯改變，這說明原癌基因可能通
過c-fos/c-jun復合物來調節(jié)細胞增殖［2］。在成骨細胞增殖期，同時還能表達的
基因有表皮生長因子(FGF)、胰島素樣生長因子(IGF)、轉化生長因子β(TGFβ)、
Ⅰ型膠原、纖維連接素(fibronectin)等基因［6］。
在細胞增殖晚期，與細胞周期與細胞增殖相關的基因表達下降，而編碼細胞外
基質成熟的蛋白的基因開始表達，在分化早期主要是堿性磷酸酶表達，因此堿
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