衰老對(duì)骨細(xì)胞機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)功能影響的研究進(jìn)展,內(nèi)科論文

衰老對(duì)骨細(xì)胞機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)功能影響的研究進(jìn)展,內(nèi)科論文內(nèi)容摘要：骨細(xì)胞能夠通過(guò)其機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)功能協(xié)調(diào)骨骼對(duì)機(jī)械負(fù)荷的適應(yīng)性反響，以維持骨穩(wěn)態(tài)。隨著年齡的增長(zhǎng)，骨細(xì)胞及其微環(huán)境會(huì)出現(xiàn)一系列衰老相關(guān)的變化。衰老可能損傷骨細(xì)胞機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)功能，引起下游信號(hào)的改變，造成骨重塑不平衡，進(jìn)而導(dǎo)致骨質(zhì)疏松、脆性骨折等退行性骨病的發(fā)生。筆者從骨細(xì)胞復(fù)雜的機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)經(jīng)過(guò)骨細(xì)胞及其微環(huán)境的衰老相關(guān)改變以及衰老引起的骨細(xì)胞機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)信號(hào)通路的改變3個(gè)方面進(jìn)行了綜述，并對(duì)當(dāng)前的研究難點(diǎn)和將來(lái)的研究方向進(jìn)行總結(jié)和瞻望，以期為相關(guān)研究和衰老骨病防治提供新思路。本文關(guān)鍵詞語(yǔ)：骨細(xì)胞；衰老；機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)；骨重塑；骨質(zhì)疏松；Abstract：Osteocytesmaycoordinatetheadaptiveresponseofbonetomechanicalloadingthroughtheirrolesinmechanotransductiontomaintainbonehomeostasis.Agingcausesaseriesofchangesinosteocytesandtheirmicroenvironmentthatmayimpairosteocytemechanotransduction,leadingtotheimbalanceofboneremodelingandtheoccurrenceofdegenerativebonediseases,suchasosteoporosisandfragilefractures.Inthisreview,wesummarizesthemechanismofosteocytemechanotransductionanddiscussestheaging-relatedchangesofosteocytesandtheirmicroenvironmentandthesignalingpathwaysrelatedtoaging-relatedmechanotransductionimpairment.Moreover,wesummarizesthechallengesincurrentresearchofosteocyteagingandforecastsfuturedirectionforthefutureinvestigationandthetreatmentofagingbonediseases.Keyword：osteocyte;aging;mechanotransduction;boneremodeling;osteoporosis;骨質(zhì)疏松癥〔osteoporosis,OP〕是一種與衰老密切相關(guān)的骨骼疾病，以骨量減少、骨微構(gòu)造受損、骨強(qiáng)度下降及脆性骨折風(fēng)險(xiǎn)增加為主要特征[1]。在中國(guó)，約5.0%的男性和20.6%的女性在年齡大于40歲時(shí)患有OP,其常見并發(fā)癥椎骨骨折的患病率為男性∶女性=10.5%∶9.7%[2]。在美國(guó)，每年約有150萬(wàn)例骨折是由OP引起的[3]。在全球范圍內(nèi)，骨質(zhì)疏松性骨折的發(fā)病率和死亡率不斷增加，造成約580萬(wàn)傷殘調(diào)整壽命年數(shù)的損失[4]。由于OP所帶來(lái)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)日益突出[5],研究人員一直致力于探尋求索有效的治療方式方法[6],而深切進(jìn)入了解衰老引起骨丟失背后的生物學(xué)機(jī)制對(duì)這一目的的實(shí)現(xiàn)尤為重要。骨細(xì)胞來(lái)源于成骨細(xì)胞，是骨中最豐富、最長(zhǎng)壽的細(xì)胞類型，占成人骨骼細(xì)胞總量的90%～95%[7]。骨細(xì)胞負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)骨骼對(duì)機(jī)械負(fù)荷的適應(yīng)性反響，通過(guò)分泌調(diào)節(jié)因子間接平衡破骨細(xì)胞介導(dǎo)的骨吸收和成骨細(xì)胞介導(dǎo)的骨構(gòu)成，調(diào)節(jié)骨重塑、維持骨穩(wěn)態(tài)[8,9]。隨著年齡的增長(zhǎng)，骨細(xì)胞的機(jī)械敏感性和機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)功能下降，對(duì)局部成骨/破骨細(xì)胞的募集能力降低，由此引起的骨重塑失衡可能增加OP發(fā)病的風(fēng)險(xiǎn)[10]?？紤]到更深切進(jìn)入、更全面地理解衰老引起骨細(xì)胞機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)功能退化的機(jī)制可能有助于找到防治老年OP或脆性骨折的有效靶點(diǎn)，筆者對(duì)相關(guān)研究進(jìn)行綜述。1骨細(xì)胞的機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)功能骨骼通過(guò)調(diào)整骨量以適應(yīng)機(jī)械負(fù)荷的變化。適當(dāng)增加機(jī)械負(fù)荷可使成骨細(xì)胞的成骨效應(yīng)加強(qiáng)，骨量增加[11,12];反之，失去機(jī)械刺激則會(huì)抑制骨構(gòu)成[13,14]、促進(jìn)破骨細(xì)胞介導(dǎo)的骨吸收而造成骨量下降[15,16]。骨對(duì)機(jī)械負(fù)荷的適應(yīng)性變化依靠于機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)經(jīng)過(guò)。機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)是指將組織水平的機(jī)械應(yīng)變轉(zhuǎn)化為局部生物物理信號(hào)以促進(jìn)骨骼適應(yīng)性反響的復(fù)雜生理經(jīng)過(guò)，主要包括4個(gè)階段：將組織水平的載荷轉(zhuǎn)化為機(jī)械敏感細(xì)胞可感悟的局部力學(xué)信號(hào)〔機(jī)械耦合〕、將機(jī)械敏感細(xì)胞中的力學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)為生化反響〔生化偶聯(lián)〕、從機(jī)械感覺細(xì)胞到效應(yīng)細(xì)胞的信號(hào)傳遞以及后續(xù)效應(yīng)細(xì)胞的反響經(jīng)過(guò)[17]。骨細(xì)胞是骨內(nèi)主要的機(jī)械感覺細(xì)胞，可發(fā)揮機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)作用，在局部微環(huán)境中協(xié)調(diào)后續(xù)的組織反響[9,18]。骨細(xì)胞感悟機(jī)械負(fù)荷的方式包括下面3種[19,20]。首先，骨細(xì)胞通過(guò)腔隙-小管網(wǎng)絡(luò)〔lacuna-canalicularnetwork,LCN〕互相連接[21]。機(jī)械負(fù)荷引起的骨基質(zhì)變形會(huì)改變LCN內(nèi)流體流動(dòng)的速率，骨細(xì)胞感遭到這種剪切應(yīng)力變化后[22],可分泌信號(hào)因子調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的活性，協(xié)調(diào)對(duì)機(jī)械負(fù)荷的適應(yīng)性反響[22,23,24]。其次，機(jī)械負(fù)荷誘導(dǎo)的液體壓力可以激活骨細(xì)胞。低至13千帕的間歇性流體靜壓即可誘導(dǎo)骨細(xì)胞持續(xù)釋放前列腺素E2〔prostaglandinE2,PGE2〕[24]。另外，骨細(xì)胞還可能對(duì)機(jī)械負(fù)荷引起的骨基質(zhì)應(yīng)變〔拉伸應(yīng)變〕作出直接反響[24,25]。生化偶聯(lián)經(jīng)過(guò)包括下面4種可能的機(jī)制。第一種由骨細(xì)胞膜上的整合素介導(dǎo)。整合素可與黏著斑激酶結(jié)合，將力傳遞給細(xì)胞外因子，促進(jìn)應(yīng)力纖維構(gòu)成[26]。機(jī)械負(fù)荷誘導(dǎo)的剪切應(yīng)力變化可引起整合素的構(gòu)象變化，激活其下游信號(hào)傳導(dǎo)，改變蛋白質(zhì)的活性和表示出[16,27]。第二種由初級(jí)纖毛介入。初級(jí)纖毛從細(xì)胞外表突出，直接接觸細(xì)胞外環(huán)境，在化學(xué)和機(jī)械感覺中起關(guān)鍵作用[28]。初級(jí)纖毛介入骨細(xì)胞機(jī)械信號(hào)與鈣信號(hào)的偶聯(lián)經(jīng)過(guò)[29]。毀壞其構(gòu)造會(huì)降低細(xì)胞對(duì)流體流動(dòng)的反響，使機(jī)械誘導(dǎo)的骨橋蛋白mRNA表示出、細(xì)胞外PGE2水平以及骨保衛(wèi)素與核因子B受體活化因子配體的mRNA比率降低[30]。第3種牽涉膜通道。骨細(xì)胞對(duì)機(jī)械刺激最早的反響之一是細(xì)胞內(nèi)鈣離子〔Ca2+〕濃度升高，抑制骨細(xì)胞T型電壓敏感的鈣通道或釓敏感的拉伸激活通道顯著減少了細(xì)胞質(zhì)中Ca2+動(dòng)力學(xué)反響的數(shù)量[31,32]。瞬時(shí)受體電位香草素受體4〔transientreceptorpotentialvanilloid4,TRPV4〕通道是流體流動(dòng)誘導(dǎo)的剪切力增加細(xì)胞質(zhì)Ca2+水平、減少硬化素〔sclerostin,SOST〕表示出的關(guān)鍵組成部分[33]。第4種與縫隙連接有關(guān)。由縫隙連接蛋白43〔connexin,Cx43〕構(gòu)成的縫隙連接可作為骨細(xì)胞響應(yīng)機(jī)械負(fù)荷而產(chǎn)生信號(hào)的通道[34]。但也有研究不支持這一觀點(diǎn)，以為骨細(xì)胞中Cx43基因〔Gja1〕特異性缺陷的小鼠對(duì)機(jī)械負(fù)荷更敏感[35,36]。然而，這種相悖結(jié)果背后的機(jī)制尚不清楚。2骨細(xì)胞及其微環(huán)境的衰老相關(guān)改變衰老引起的骨重塑失衡可導(dǎo)致骨骼機(jī)械性能退化、骨量減少以及骨微構(gòu)造的改變[37,38,39]。骨微構(gòu)造改變主要表現(xiàn)為骨小梁數(shù)量減少、間距增加以及厚度減少[40,41]。衰老引起強(qiáng)烈的皮質(zhì)內(nèi)側(cè)骨吸收和響應(yīng)性的骨膜側(cè)骨構(gòu)成，但由于吸收率大于構(gòu)成率，導(dǎo)致皮質(zhì)變薄和骨髓腔擴(kuò)張[1]。除此之外，皮質(zhì)骨孔隙率也隨衰老而顯著增加，骨脆性加強(qiáng)，在絕經(jīng)后女性中更為明顯[39,42]。與此同時(shí)，骨細(xì)胞及其微環(huán)境也發(fā)生變化，影響骨細(xì)胞的機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)功能。2.1骨細(xì)胞的變化衰老會(huì)毀壞骨細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)的形態(tài)和完好性。衰老小鼠〔18個(gè)月齡〕的骨細(xì)胞較年輕小鼠〔3個(gè)月齡〕出現(xiàn)了胞質(zhì)溶解和細(xì)胞核異常等形態(tài)改變[8]。相比年輕小鼠骨細(xì)胞豐富的樹突網(wǎng)絡(luò)，衰老小鼠的骨細(xì)胞僅有少量連續(xù)的樹突[8]。與5個(gè)月齡小鼠相比，22個(gè)月齡小鼠的股骨骨細(xì)胞密度下降了20%～30%,樹突也顯著減少，且樹突減少先于骨細(xì)胞減少，提示樹突丟失可能降低了骨細(xì)胞的生存能力[43]。對(duì)20～73歲健康女性的髂嵴活檢結(jié)果顯示骨細(xì)胞及其腔隙密度隨年齡增長(zhǎng)而降低，且腔隙數(shù)量始終高于骨細(xì)胞數(shù)量，講明衰老骨中存在空腔隙[44]。2.2LCN的變化骨細(xì)胞的樹突互相連接構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，并外延至脈管系統(tǒng)和皮質(zhì)內(nèi)層，其構(gòu)造基礎(chǔ)為L(zhǎng)CN[45]。LCN具有重要生理意義。小管內(nèi)流體可通過(guò)LCN將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及各種物理、化學(xué)和生物信號(hào)因子傳遞給骨細(xì)胞，調(diào)節(jié)骨細(xì)胞功能[46]。因而，LCN是骨組織正常力學(xué)響應(yīng)的基礎(chǔ)。年輕時(shí)細(xì)長(zhǎng)、定向排列的骨細(xì)胞腔隙在衰老狀態(tài)下變得圓而無(wú)序[43,47]。不管男性或女性，股骨骨細(xì)胞的腔隙密度均隨年齡增長(zhǎng)而減少[48]。老年人骨細(xì)胞的腔隙密度較年輕人顯著降低15%～30%[49,50]。除此之外，衰老骨細(xì)胞的樹突和小管數(shù)量也顯著減少[43,51],進(jìn)一步損害了LCN的連通性。衰老引起的LCN改變可能影響骨細(xì)胞的機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)功能。2.3骨基質(zhì)的變化骨基質(zhì)主要由礦物質(zhì)、膠原蛋白、水和少量的非膠原蛋白組成[52],是骨細(xì)胞正常機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)的微環(huán)境基礎(chǔ)。骨礦物質(zhì)由結(jié)晶不良的碳酸磷灰石組成，其平均大小取決于骨組織的年齡。隨著骨骼的老化，礦物晶體變得越來(lái)越長(zhǎng)，結(jié)晶也越來(lái)越多[53]。結(jié)晶度增加使骨的極限應(yīng)變和韌性降低，骨組織機(jī)械性能下降[53,54]。骨基質(zhì)中的膠原蛋白含量、纖維之間和纖維內(nèi)部的交聯(lián)程度或性質(zhì)也隨衰老發(fā)生改變。骨基質(zhì)Masson染色發(fā)現(xiàn)衰老骨基質(zhì)的膠原組成發(fā)生變化[8]。天狼星紅染色顯示衰老骨基質(zhì)中的膠原纖維組織構(gòu)造疏松[8]。水占皮質(zhì)骨體積的10%～20%[55],隨衰老流失至5%[52]。細(xì)胞外結(jié)合水不僅能夠滋養(yǎng)細(xì)胞，還可通過(guò)增加流動(dòng)電位或細(xì)胞壁上的剪切力將機(jī)械信號(hào)從一個(gè)細(xì)胞傳遞到另一個(gè)細(xì)胞[52]。因而，水量流失會(huì)降低骨細(xì)胞的機(jī)械敏感性，阻礙機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)。非膠原蛋白如糖胺聚糖，能夠?qū)⒛z原纖維結(jié)合在一起以穩(wěn)定骨中膠原纖維[56],其含量隨衰老而減少[57,58]。骨基質(zhì)的衰老改變可能是由骨細(xì)胞衰老引起的，又或是獨(dú)立于骨細(xì)胞功能變化的事件，可以能是骨細(xì)胞-骨基質(zhì)交互作用的結(jié)果。而有關(guān)骨基質(zhì)的衰老改變是怎樣影響骨細(xì)胞機(jī)械力學(xué)轉(zhuǎn)導(dǎo)的問題，尚未深切進(jìn)入研究。3衰老引起的骨細(xì)胞機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)信號(hào)通路的改變骨細(xì)胞機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)是將感遭到的機(jī)械應(yīng)變信號(hào)轉(zhuǎn)換為生物信號(hào)并激活相關(guān)信號(hào)通路的經(jīng)過(guò)〔見圖1〕。Wnt信號(hào)通路的激活是華而不實(shí)最重要的級(jí)聯(lián)反響之一[21]。典型的Wnt信號(hào)通路由-catenin介導(dǎo)[59]。-catenin對(duì)成骨細(xì)胞分化、增殖和基質(zhì)產(chǎn)生至關(guān)重要[60]。同時(shí)，它也是骨細(xì)胞的一個(gè)關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，與其機(jī)械反響性相關(guān)[61]。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)Wnt信號(hào)通路成分在衰老骨中顯著下調(diào)，提示W(wǎng)nt信號(hào)通路受損與機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)功能降低之間可能存在聯(lián)絡(luò)[62]。SOST是一種來(lái)源于骨細(xì)胞的Wnt通路抑制因子，其過(guò)表示出導(dǎo)致成骨細(xì)胞的功能抑制，骨構(gòu)成減少[63]。該基因具有力學(xué)響應(yīng)性，是骨細(xì)胞機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)下游的效應(yīng)分子。機(jī)械刺激可降低SOST的表示出。衰老導(dǎo)致SOST表示出增高，可能是衰老骨組織力學(xué)響應(yīng)性受損的重要機(jī)制[64]。另一項(xiàng)研究提示骨細(xì)胞中三組與機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)的基因的表示出發(fā)生變化[8],包括感受機(jī)械負(fù)荷的關(guān)鍵分子，如整合素及其相關(guān)因子〔整合素10、整合素4、Chad、成纖維細(xì)胞激活蛋白〕、局部粘附劑成分〔層粘連蛋白2、血小板反響蛋白2/4、細(xì)胞粘合素C、細(xì)胞粘合素N、血小板衍生生長(zhǎng)因子受體〕、細(xì)胞骨架蛋白〔輔肌動(dòng)蛋白2、窖蛋白1、細(xì)絲蛋白C、肌球蛋白輕鏈2、肌球蛋白輕鏈激酶4〕、構(gòu)成骨細(xì)胞之間間隙連接的主要鈣連接蛋白〔Cx43/間隙連接蛋白1〕；機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)中的第二信使，包括介入一氧化氮、PGE2和三磷酸腺苷合成的關(guān)鍵酶〔如神經(jīng)元型一氧化氮合酶、環(huán)氧化酶1-3、煙酰胺腺嘌呤脫氧核苷酸脫氫酶第1-5亞單位〕、鈣穩(wěn)態(tài)相關(guān)基因〔如肌集鈣蛋白1、Junctophilin2基因、triadin基因、連接性肌漿網(wǎng)蛋白1、組氨酸富集鈣蛋白、鈣蛋白酶激酶3、蘭尼堿受體1〕；效應(yīng)通路，如環(huán)磷酸鳥苷酸-環(huán)磷酸鳥苷酸依靠的蛋白激酶、磷脂酰肌醇3-激酶-蛋白激酶B和Wnt信號(hào)通路[8]。近期的研究發(fā)現(xiàn)，衰老小鼠〔22個(gè)月齡〕骨細(xì)胞中的鈣離子信號(hào)較年輕小鼠〔5個(gè)月齡〕減弱，且在脛骨負(fù)荷期間，對(duì)鈣離子信號(hào)的響應(yīng)性減弱[65]。壓電1型機(jī)械敏感性離子通道〔Piezo1〕是一種在機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)中具有重要作用的鈣通道，已被證實(shí)是調(diào)節(jié)骨骼穩(wěn)態(tài)的主要骨骼機(jī)械傳感器[66,67]。Piezo1可能介入了衰老相關(guān)的骨細(xì)胞機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)改變。但這只是筆者的揣測(cè)，尚無(wú)確切證據(jù)表示清楚Piezo1在骨細(xì)胞衰老中的作用。圖1衰老對(duì)骨細(xì)胞機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)功能的影響Fig.1TheeffectofagingonosteocytemechanotransductionA:Osteocytemechanotransduction;B:Aging-relatedchangesofosteocytesandtheirmicroenvironment;C:Effectofagingongeneexpressionrelatedtoosteocytemechanotransduction.A:骨細(xì)胞正常的機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)經(jīng)過(guò)；B:骨細(xì)胞及其微環(huán)境的衰老相關(guān)變化；C:衰老對(duì)骨細(xì)胞機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)基因表示出的影響。注：圖1來(lái)源于以下為參考文獻(xiàn)[68],TRPV4=瞬時(shí)受體電位香草素受體4通道，Pizeo1=壓電1型機(jī)械敏感性離子通道，SOST=硬化素，Itga10=整合素10,Itgb4=整合素4,Lamb2=層黏連蛋白2,Thbs2/4=血小板反響蛋白2/4,Actn2=輔肌動(dòng)蛋白2,Cav1=窖蛋白1,Cx43=縫隙連接蛋白43,Gja1=間隙連接蛋白1,NOS1=神經(jīng)元型一氧化氮合酶，COX1-3=環(huán)氧化酶1-3,Casq1=肌集鈣蛋白1,Jph2=Junctophilin2基因，cGMP-PKG=環(huán)磷酸鳥苷酸-環(huán)磷酸鳥苷酸依靠的蛋白激酶，PI3K-AKT=磷脂酰肌醇3-激酶-蛋白激酶B。4總結(jié)與瞻望骨細(xì)胞正常的機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)功能對(duì)骨重塑的調(diào)節(jié)和骨穩(wěn)態(tài)的維持至關(guān)重要。大量動(dòng)物和人體研究已提供了衰老骨組織中骨細(xì)胞及其微環(huán)境改變確實(shí)實(shí)證據(jù)。由于這些構(gòu)造、成分不同程度地介入了骨細(xì)胞的機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)經(jīng)過(guò)，其衰老相關(guān)改變不可避免會(huì)影響正常的機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)，引起骨重塑失衡，并逐步發(fā)展為OP。因而，衰老導(dǎo)致骨細(xì)胞機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)功能改變的機(jī)制探尋求索是揭示骨衰老和治療骨衰老的重要環(huán)節(jié)。靶向重要的分子能夠預(yù)防骨細(xì)胞機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)功能下降導(dǎo)致的骨重塑不平衡，是一條合理的治療思路。但現(xiàn)前階段有關(guān)這方面的分子機(jī)制研究仍然較少。一方面，從骨中分離骨細(xì)胞的技術(shù)難度很大，運(yùn)用高通量基因檢測(cè)技術(shù)探尋求索衰老骨細(xì)胞相關(guān)基因表示出及信號(hào)通路變化的研究仍然很少；另一方面，采用骨切片原位免疫組織化學(xué)或免疫熒光染色，固然能夠檢測(cè)到某些基因表示出的改變，但由于該技術(shù)遭到骨組織本身特點(diǎn)以及蛋白抗體質(zhì)量的制約，適用的基因有限，某些情況下并不令人信服。利用體外骨細(xì)胞模型探尋求索衰老骨細(xì)胞的機(jī)械生物學(xué)改變也存在一定的技術(shù)限制。衰老的體內(nèi)環(huán)境及骨骼所受機(jī)械刺激的方向、大小和形式較為復(fù)雜，在體外難以完全模擬，這使得體外研究困難重重。因而，當(dāng)下迫切需要從衰老骨中獲取骨細(xì)胞的有效實(shí)驗(yàn)方案?，F(xiàn)有的主流方案是通過(guò)單種或多種膠原酶消化聯(lián)合乙二胺四乙酸脫鈣，該方式方法雖已被證實(shí)可一定程度地分離部分骨細(xì)胞，但存在很多明顯缺點(diǎn)，如骨細(xì)胞釋放率低、崩解的骨基質(zhì)殘?jiān)y以去除、消化時(shí)間長(zhǎng)、消化所用的試劑對(duì)骨細(xì)胞的活性以及基因表示出存在一定影響等，嚴(yán)重限制了該方式方法在骨細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組研究中的應(yīng)用。盡管如此，針對(duì)性地完善方案，如減少消化時(shí)間、增加消化頻率、在消化溶液中參加保衛(wèi)細(xì)胞的因子及流式分選高活性細(xì)胞等，可相對(duì)彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)。事實(shí)上，Wein等[69]已成功運(yùn)用改良后的方案〔減少消化時(shí)長(zhǎng)、增加消化頻率〕獲取到了部分骨細(xì)胞，盡管數(shù)目較少。還需注意的是，由于不同解剖位置的骨細(xì)胞所接受的機(jī)械刺激不同，所以皮質(zhì)骨淺層和深層的骨細(xì)胞基因表示出可以能存在明顯差異。但毫無(wú)疑問，經(jīng)過(guò)不斷完善后的骨細(xì)胞分離方案必然會(huì)推動(dòng)新興的單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)在骨細(xì)胞機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)功能研究中的應(yīng)用，衰老導(dǎo)致骨細(xì)胞機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)功能退化的分子機(jī)制也將被逐步揭示，為臨床治療老年OP及脆性骨折等疾病提供理論根據(jù)和新策略。以下為參考文獻(xiàn)[1]HemmatinanH,BakkerAD,Klein-NulendJ.etal.Aging.osteocytes,andmechanotransduction[J].CurrOsteoporosRep,2021.15〔5〕：401-411.[2]WangL,YuW,YinX,etal.PrevalenceofosteoporosisandfractureinChina:theChinaosteoporosisprevalencestudy[J].JAMANetwOpen,2021..4〔8〕。e2121106.[3]BlackDM,RosenCJ.ClinicalpracticePostmenopausalosteoporosis[J].NEnglJMed,2021,374〔3〕：254-262.[4]JohnellO,KanisJA.Anestimateoftheworldwideprevalenceanddisbilityassociatedwithosteoporoticfractures[J].OsteoporosInt,2006,17〔12〕：1726-1733.[5]VeroneseN,MaggiSEpidemiologyandsocialcostsofhipfracture[J].Injury,2021.49〔8〕：1458-1460.[6]EstellEG,RosenCJ.Emerginginsightsintothecomparativeeffectivenessofanabolictherapiesforosteoporosis[J]NatRevEndocrinol,2021,17〔1〕：31-46.[7]BonewaldLF.Theamazingosteocyte[J].JBoneMinerRes,2018,26〔2〕：229-238.[8]ZhangC,Xus,ZhangS,etal.Ageingcharacteristicsofboneindicatedbytranscriptomicandexosomalproteomicanalysisofcorticalbonecells[J].JOrthopSurgRes,2022,14〔1〕：129.[9]SchafflerMB,CheungWY,MajeskaR,etal.Osteocytes.masterorchestratorsofbone[J].CalcifTissueInt,2020,94〔1〕：5-24.[10]Klein-NulendJ,vanOersRF,BakkerAD,etal.Bonecellmechanosensitivity,estrogendeficiency,andosteoporosis[J].JBiomech,2021,48〔5〕：855-865.[11]RoblingAG,NiziolekPJ,BaldridgeLA,etal.MechanicalstimulationofboneinvivoreducesosteocyteexpressionofSost/sclerostin[J]JBiolChem,2008,283〔9〕：5866-5875.[12]TurnerCH,OwanI.AlveyT,etal.Recruitmentandproliferativeresponsesofosteoblastsaftermechanicalloadinginvivodeterminedusingsustained-releasebromodeoxyuridine[J].Bone,1998,22〔5〕：463-469.[13]NakamuraH,AokiK,MasudaW,etal.DisruptionofNF-kappaB1preventsbonelosscausedbymechanicalunloading[J]JBoneMinerRes,2020,28〔6〕：1457-1467.[14]KondoH,NifujiA,TakedaS,.etal.Unloadinginducesosteoblasticcellsuppressionandosteoclasticcellactivationtoleadtobonelossviasympatheticnervoussystem[J]JBiolChem,2005,280〔34〕：30192-30200.[15]XiongJ,OnalM,JilkaRL,etal.Matrix-embeddedcellscontrolosteoclastformation[J.NatMed,2018,17〔10〕：1235-1241.[16]UdaY,AzabE,SunN,etal.Osteocytemechanobiology[J].CurrOsteoporosRep,2021,15〔4〕：318-325.[17]DuncanRL,TurnerCH.Mechanotransductionandthefunctionalresponseofbonetomechanicalstrain[J]CalcifTissueInt,1995,57〔5〕：344-358.[18]EhrlichPJ,LanyonLEMechanicalstrainandbonecellfunction:areview[J].OsteoporosInt,2002,13〔9〕688-700.[19]Klein-NulendJ,BakkerAD,BacabacRG,etal.Mechanosensationandtransductioninosteocytes[J].Bone,2020.54〔2〕：182-190.[20]Klein-NulendJ,BacabacRG,BakkerAD.Mechanicalloadingandhowitaffectsbonecells:theroleoftheosteocytecytoskeletoninmaintainingourskeleton[J]EurCellMater,2020,24:278-291.[21]RoblingAG,BonewaldLF.Theosteocyte:.Newinsights[J].AnnuRevPhysiol,2020,82.485-506.[22]FrittonSP,WeinbaumSFluidandsolutetransportinbone:Flowinducedmechanotransduction[J]AnnuRevFluidMech,2018,41:347-374.[23]PriceC,ZhouX,LiW,etal.Real-timemeasurementofsolutetransportwithinthelacunar-canalicularsystemofmechanicallyloadedbone:directevidenceforload-inducedfluidflow[J].JBoneMinerRes.2018,26〔2〕：277-285.[24]Klein-NulendJ,vanderPlasA,SemeinsCM.etal.Sensitivityofosteocytestobiomechanicalstressinvitro[J].FASEBJ,1995,.9〔5〕：441-445.[25]RobinsonJA,Chatterjee-KishoreM,YaworskyPJ,etal.Wnt/beta-cateninsignalingisanormalphysiologicalresponsetomechanicalloadinginbone[J].JBiolChem,2006,281〔42〕：31720-31728.[26]HamamuraK,SwarnkarG,TanjungN,etal.RhoA-mediatedsignalinginmechanotransductionofosteoblasts[J].ConnectTissueRes,2020,53〔5〕：398-406.[27]HoffmanBD,GrashoffC,SchwartzMA.Dynamicmolecularprocessesmediatecellularmechanotransduction[J]Nature,2018,475〔7356〕：316-323.[28]HoeyDA,ChenJC,JacobsCR.Theprimaryciliumasanovelextracellularsensorinbone[J].FrontEndocrinol〔Lausanne〕，2020,3:75.[29]XiaoZ,ZhangS,MahliosJ,etalCila-likestructuresandpolycystin-1inosteoblasts/osteocytesandassociatedabnormalitiesinskeletogenesisandRunx2expression[J].JBiolChem,2006.,281〔41〕：30884-30895.[30]MaloneAM,AndersonCT,TummalaP,etal.Primarycillamediatemechanosensinginbonecellsbyacalcium-independentmechanism[J].ProcNatlAcadSciUSA,2007,104〔33〕：13325-13330.[31]BrownGN,LeongPL,GuoXE.T-typevoltage-sensitivecalciumchannelsmediatemechanically-inducedintracellularcalciumoscillationsinosteocytesbyregulatingendoplasmicreticulumcalciumdynamics[J]Bone,2021,88:56-63.[32]MiyauchiA,NotoyaK,Mikuni-Takaga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