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信号素3A在骨自稳态与骨重塑中的作用

尹鹏滨;唐佩福;张里程;吕厚辰

【摘要】信号素3A(semaphorin3A,Sema3A)属于轴突导向因子超家族的成员.

近来研究发现,该蛋白在骨自稳态和骨重塑过程中发挥重要调节作用.本文从

Sema3A的生物学特性、细胞调控作用和对骨骼系统的神经分布影响等方面出发,

对Sema3A在骨自稳态和骨重塑中的作用进行综述,为临床骨质疏松药物靶点研究

提供参考.

【期刊名称】《解放军医学院学报》

【年(卷),期】2014(035)012

【总页数】3页(P1272-1274)

【关键词】信号素3A;骨自稳态;骨重塑

【作者】尹鹏滨;唐佩福;张里程;吕厚辰

【作者单位】解放军总医院骨科,北京100853;解放军总医院骨科,北京100853;解

放军总医院骨科,北京100853;解放军总医院骨科,北京100853

【正文语种】中文

【中图分类】R68

1.2Sema3A受体Sema3A受体是一类附着于细胞表面，能特异性识别结合

Sema3A的蛋白分子。Kolodkin等[5]在对神经系统中的Sema3A进行研究时发

现，其受体是由神经纤毛蛋白质1(Neuropilin1)跨膜糖蛋白和PlexnAs共刺激受

体组成的复合体。其中Neuropilin1跨膜糖蛋白的胞外区补体结合蛋白同源结构

域与b1/b2结构域共同构成与Sema3A相结合的区域，识别结合Sema3A；而

PlexnAs共刺激受体则通过其胞内部分介导系列级联反应进行信号传递，发挥

Sema3A的功能[6]。而Rohm等[6]通过对Nrp缺乏(Nrp-/-)、PlexnA缺乏

(PlexnA-/-)以及缺乏Sema结合域的Nrp1sema-小鼠的研究发现，Sema3A在

骨骼系统中，其受体与神经系统相同，同样为Neuropilin1/PlexnAs复合体。

骨骼是动态变化的器官，在生长、发育过程中，骨骼系统持续存在旧骨吸收、新骨

生成的生理活动，以维持骨骼在长度及质量上保持稳定，即称为骨自稳态。研究发

现，骨骼自稳态的维持涉及多种细胞、细胞因子、生化刺激物质共同调节，以确保

骨吸收与骨形成达到动态平衡，该过程被称为骨重塑[7]。

骨骼基本多细胞单位(basicmulticellularunits，BMU)由成骨细胞和破骨细胞、

相应的血管神经以及细胞外成分共同组成，是骨组织新陈代谢的基本单元[8-9]。

骨重塑即发生于BMU，由旧骨吸收阶段、转换阶段、新骨形成阶段组成[10-11]。

也有学者如Teti[12]认为，骨重塑过程还应包括静止阶段和激活阶段。在旧骨吸收

阶段，因受到机械应力改变或微损伤的刺激，破骨前体细胞被招募到特定骨表面，

在以核因子κB受体活化因子配体(RANKL)为主等细胞因子作用下定向分化为破骨

细胞，对该部位的骨骼进行吸收；而转换阶段，则是在大量的自分泌、旁分泌甚至

内分泌因子的作用下，逐渐将骨祖细胞招募到骨破坏吸收区，定向分化为成骨细胞；

同时破骨细胞分化及功能逐步受到抑制，以维持两种细胞功能的平衡。新骨形成阶

段，大量成熟的成骨细胞构建新骨单元，并进行骨矿化，实现骨骼形态功能的恢复。

同时，成骨细胞还通过相关调节机制，进一步抑制破骨作用，从而避免新生骨再次

被破骨细胞破坏吸收[7]。

Hayashi等[13]通过对缺乏编码小鼠骨保护素(osteoprotegerin，OPG)转基因小

鼠(Tnfrsf1b-/-)骨质疏松相关研究发现，除OPG外，Sema3A也具有抑制破骨细

胞的效应。进一步研究发现，Sema3A也参与成骨细胞功能调控，并且在骨重塑

过程以及维持骨自稳态的过程中占有重要地位[14]。

3.1Sema3A抑制破骨细胞分化及功能破骨细胞分化及功能成熟过程，必须依赖

于RANKL-RANK通路的激活[15]。RANKL蛋白通过特异性结合破骨前体细胞薄

膜上的RANK受体，从而促发级联反应，通过激活下游两条通路，即TRAF6-NF-

κB和AP-1转录因子复合体(包括c-Fos)，从而激活活化T细胞核