细胞因子与溶骨增强
作者：童安莉 陈璐璐 丁桂芝
单位：童安莉(100035 北京积水潭医院内科)； 陈璐璐(同济医科大学附属协和医院内分泌科)； 丁桂芝(同济医科大学附属协和医院内分泌科)
关键词：
中国骨质疏松杂志000221 骨转换包括破骨细胞骨吸收和随后发生的成骨细胞骨形成的过程，成骨细胞与破骨细胞数量、活性和存活均受全身激素及局部因子的影响，尤其是骨髓微环境中的细胞因子对骨转换起重要作用。破骨细胞起源于骨髓造血干细胞，具体地说，起源于粒细胞/巨噬细胞集落形成单位(CFU-GM)，其形成包括由CFU-GM经过分裂增殖形成单核破骨细胞前体(增殖阶段)，后者融合形成多核巨细胞，此为不成熟的破骨细胞(分化阶段)，再经活化后形成成熟的破骨细胞，成熟的破骨细胞贴附于骨表面并极化，分泌酸和蛋白酶进行溶骨，最后破骨细胞凋亡。溶骨增强包括破骨细胞数量增加，活性增强。因为破骨细胞寿命很短，因此破骨细胞数量增加在溶骨增强中更为重要。很多细胞因子均影响破骨细胞增殖、分化、活化及凋亡，从而影响骨吸收，这些细胞因子存在于骨髓微环境中，由单核细胞，成骨细胞、破骨细胞及其前体细胞产生，它们可以直接作用于破骨细胞，也可以通过其他因子介导而对破骨细胞发挥作用。很多骨代谢疾病均是因溶骨增强所致，如绝经后骨质疏松、Paget's病等。与溶骨增强有关的细胞因子有IL-1、TNF、PGE2、CSFS、IL-6、IL-11等。本文拟就这些因子的产生、调控及对破骨细胞作用的机理进行综述。
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1 白细胞介素-1(IL-1)
IL-1由单核巨噬细胞、骨髓基质细胞产生，可经自分泌、旁分泌发挥作用，其诱发的生物效应常通过其他因子介导产生。IL-1有IL-1α和IL-1β两种形式，体内、体外研究表明IL-1α和IL-1β均是破骨细胞性骨吸收的强有力刺激剂，且它们的刺激作用相同。在人和鼠骨髓细胞培养中，加入IL-1可增加多核破骨细胞的形成[1]。Uy等在体内实验中观察了IL-1对破骨细胞形成不同时期的作用，结果表明，IL-1增加CFU-GM数量，刺激CFU-GM分化成单核破骨细胞前体，并加强成熟的破骨细胞骨吸收作用，由此可见，IL-1影响破骨细胞增殖和分化的各个阶段[2]。IL-1刺激成骨细胞产生 其他细胞因子，如IL-6、IL-11、GM-CSF，这些因子作用于破骨细胞，使破骨增强。此外，PGF2也是IL-1促进破骨的中介因子，IL-1通过PKA、PKC信使途径诱导成骨细胞产生PGE2，PGE2能刺激骨吸收，用前列腺素合成酶抑制剂消炎痛阻止PGE2的产生能部分阻断IL-1诱导的骨吸收[3，4]。IL-1的破骨作用还在于其增加胶原酶、组织蛋白酶B的产生，促进基质降解[5]。Debart研究显示，IL-1使人骨肉瘤细胞系MG63细胞尿激酶纤溶酶原激活物(U-PA)，U-PA受体、基质金属蛋白酶1(MMP-1)和MMP-3mRNA明显增加[6]。Romas观察到IL-1使成骨细胞上持续表达的gp130mRNA表达上调，而用抗gp130抗体可消除IL-1诱导破骨细胞形成的作用，gp130是IL-6、IL-11、制瘤素M(OSM)等因子信号传递途径中重要环节，因此，IL-1通过增加gp130、促进信号传递而间接加强破骨作用[7]。
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IL-1通过以上几方面的效应促进骨吸收，而其产生受全身激素的调控。其中雌孕激素是最主要的调控激素。研究表明，绝经前妇女和经雌、孕激素治疗的绝经后骨质疏松症妇女的外周血单核细胞(PBM)分泌的IL-1比未经治疗绝经后妇女的PBM的IL-1分泌量少，这说明E2可抑制IL-1的分泌，另外，1，25(OH)2D3也作用于成骨细胞，使其产生IL-1增加。
2 肿瘤坏死因子α(TNFα)
TNFα是一种17KDa的细胞因子，由破骨细胞样细胞，成骨细胞等合成。TNF与IL-1的溶骨作用有许多相似之处。TNF作用于破骨细胞形成的所有阶段，增加破骨细胞形成，增强成熟破骨细胞活性，刺激成骨细胞分泌GM-CSF，IL-6、IL-11，PGE2等因子而间接刺激骨吸收，增加成骨细胞U-PA的基因转录，增加MMP-1、MMP-2、MMP-9等金属蛋白酶的产生[8]。研究表明，TNFα对破骨细胞形成的刺激作用可被雌激素E2或IL-6中和性抗体所抑制，由此证明TNFα通过IL-6介导促进骨吸收，同时也表明E2抑制TNFα的作用[3]。TNFα作用于成骨细胞，使其IL-1 β mRNA水平及IL-1 β分泌增加，因此，TNFα也可通过IL-1β中介发挥破骨作用[9]。
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TNFα与IL-1在刺激骨吸收方面有协同作用，在正常人成骨细胞系(HOB)与人骨髓基质细胞系(HBMSC)中均证明TNFα与IL-1协同刺激IL-6的产生，共同发挥破骨效应[10]。E2能抑制TNFα和IL-1的产生，大鼠卵巢切除后IL-1、TNFα增加，骨吸收增强；而用IL-1受体拮抗剂(IL-1ra)和TNF结合蛋白(TNFBP)治疗能使骨吸收减少，由此提示IL-1和TNFα直接介导去势对骨吸收的作用[11]。1，25(OH)2D3促进TNFα基因转录，增加TNFα形成[12]，在有1，25(OH)2D3存在的骨髓细胞培养中加入IL-1ra和TNFBP，可使多核巨细胞形成减少。
3 前列腺素(PG)
PG可由骨细胞，骨髓细胞和骨膜组织产生，是花生四烯酸的代谢产物，PG包括PGE1、PGE2、PGF2a、PGD2等，PG特别是PGE2是很强的骨吸收刺激剂，其作用主要通过增加破骨细胞前体的增殖和分化而实现的[13]。PGE长时间作用于破骨细胞主要是增强吸收，但PGE对骨吸收的作用有双重性。已观察到，PGE短暂作用于分离的破骨细胞，使破骨细胞骨吸收停止，破骨细胞胞浆收缩，类似降钙素的效应；而PGE更长时间作用于分离的破骨细胞时，可使破骨细胞体积增大。PGE并能阻断IL-4，INFγ对破骨细胞形成的抑制作用。另外，PGE2增加IL-6的分泌，也借此增强骨吸收。与IL-1相同，PGE2主要通过PKA，cAMP途径传递胞内信号[14]。
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很多激素和局部因子可以调节PG产生而发挥其对破骨细胞的作用。已证明体内存在二种不同的前列腺素G/H合成酶或环氧酶：构成型(COX-1)和诱导型(COX-2)，能使PG合成增多的细胞因子均能使COX-2mRNA转录增加。IL-1、TNF是PGE2形成的强有力刺激剂，其作用的产生不仅通过使COX-2增加，而且通过刺激花生四烯酸的释放[13]。在IL-1和PGE2的关系上，大多数学者认为IL-1刺激PGE2的产生，IL-1的作用部分通过PGE2介导，但也有学者持不同观点，认为PGE2通过PKA途径增加内源性IL-1β的基因表达，而使破骨细胞形成增加，他们观察到IL-1β抗体可抑制PGE2刺激的破骨细胞形成，这就说明IL-1是PGE2刺激破骨细胞形成的中介[15]。除IL-1，TNF外，转化生长因子α、β(TGFα、β)、成纤维细胞生长因子(FGF)、表皮生长因子(EGF)、血小板源性生长因子(PDGF)均通过诱导COX-2产生而刺激PG形成，而IL-4、IL-13对PG的产生有抑制作用。全身激素中，甲状旁腺激素(PTH)、甲状旁腺激素相关肽(PTHrp)、1.25(OH)2D3刺激PG形成，而糖皮质激素通过抑制COX-2和减少花生四烯酸的释放而抑制PG的产生。性激素中已证明雌激素和雄激素可以抑制PTH和IL-1刺激的PG合成。除此之外，PG还通过诱导COX-1，COX-2的产生而增加自身形成[13]。
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4 单核细胞集落刺激因子(M-CSF)
CSFS在体内体外均诱导造血始祖细胞克隆的生长，破骨细胞起源于造血始祖细胞，CSF在破骨细胞形成上也具有非常重要的意义，CSF由骨髓微环境中成骨细胞、巨噬细胞、基质细胞、内皮细胞、T淋巴细胞等破骨细胞旁细胞及破骨细胞系产生，其中对溶骨最重要的是M-CSF，又称CSF-1。OP/OP骨硬化小鼠，因M-CSF基因突变，而使成骨细胞不能产生M-CSF，导致破骨细胞不能形成，影响骨吸收，出现严重的骨硬化症，在体实验发现用M-CSF治疗OP/OP鼠后可诱导破骨细胞形成，产生骨吸收效应[16]。现已明确，M-CSF可刺激破骨细胞前体增殖和分化。在正常人脾细胞和OP/OP鼠成骨细胞共培养时，若同时加入1，25(OH)2D3和M-CSF，则破骨细胞可以形成，而在整个培养期中的前4天(破骨细胞增殖期)或后2天(分化期)缺少M-CSF则均不能形成破骨细胞。另一项实验也得出同样的结论，在正常小鼠的成骨细胞和脾细胞共培养中加入1，25(OH)2D3，若在培养期前4天或后2天加入M-CSF抗体或抗M-CSF受体抗体均阻止破骨细胞形成，因此M-CSF在破骨细胞前体增殖和分化成成熟的破骨细胞过程中是非常必要的[17]。然而，Nilsson等观察到OP/OP鼠的骨硬化症随年龄增加而有所改善，所以他们认为M-CSF对初期的破骨细胞形成十分必要，而这段时期以后其他的细胞因子可以代替M-CSF的作用[16]。M-CSF对破骨细胞的作用是多方面的，M-CSF可维持成熟破骨细胞存活和增加其化学趋化性，调节其活性并阻止破骨细胞凋亡。
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破骨细胞上有c-fms受体，即M-CSF受体，M-CSF与受体结合后使酪氨酸蛋白磷酸化而产生细胞内效应。破骨细胞培养中加入M-CSF1小时即可消除破骨细胞上M-CSF结合位点，而去除M-CSF后，细胞上M-CSF的结合位点迅速恢复，这表明M-CSF对破骨细胞上M-CSF受体有降调节作用[18]。1，25(OH)2D3对破骨细胞前体分化的作用也表现在其对M-CSF受体的调节，1，25(OH)2D3不仅促进M-CSF受体形成，而且还增加C3合成，而C3能增强M-CSF受体的功能[14]。M-CSF的产生受全身激素和局部因子的调节，如TNFα、IL-1、PTH、PTHrp均使成骨细胞系形成M-CSF[16]。
5 白细胞介素-6(IL-6)
, http://www.100md.com IL-6为分子量26KD含有184个氨基酸的蛋白质，可由成骨细胞、破骨细胞、造血干细胞、基质细胞、单核细胞分泌，体内、外大量实验证实，IL-6增加破骨细胞形成，刺激骨吸收，IL-6主要作用于破骨细胞的早期阶段，刺激早期的破骨细胞前体分裂增殖，而对破骨细胞分化，多核巨细胞的形成无明显作用，IL-6还刺激正常成熟的破骨细胞形成骨吸收陷窝[19]。而且，IL-6通过增加胶原酶的释放而加强骨基质降解。IL-6能与其他细胞因子、激素产生协同作用，共同调节破骨细胞形成及骨吸收，如IL-6与IL-3可协同刺激CFU-GM集落的形成；IL-6、IL-3和1，25(OH)2D3可刺激CFU-GM形成破骨细胞前体，IL-6与IL-1协同刺激破骨细胞聚集。但是最近研究发现IL-6并不是很强的骨吸收刺激剂，IL-6在体内单独应用对骨吸收作用较小，转基因动物实验利用中国仓鼠卵巢细胞高表达IL-6，观察到只有在血循环中存在大量IL-6时才出现骨吸收，这与IL-1、TNF等其他细胞因子对骨吸收的作用不同。然而，IL-6可以强烈促进其他因子，如PTHrp刺激的骨吸收[1，20]。
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IL-6受体系统包括IL-6R和gp130，IL-6与IL-6R结合后可触发IL-6R与gp130结合，传导IL-6的胞内信号，可溶性IL-6R是由膜结合IL-6R蛋白分解产生，也具有与IL-6结合的能力。IL-6受体系统受激素及局部因子调控，如性激素抑制gp130产生，而PTH、1，25(OH)2D3、IL-1、TNF增加骨髓中gp130的产生；糖皮质激素如地塞米松刺激成骨细胞上的IL--6R表达，而IL-1呈剂量依赖性增加可溶性的IL-6R的产生[17，21]。
IL-6的产生受多种因素调节。实验证明，E2阻止成骨细胞表达IL-6，当E2水平下降时，IL-6表达增加，骨吸收增强。IL-1、TNFα、PTH、PTHrp、1，25(OH)2D3均能作用于成骨细胞，使之释放IL-6，而E2、睾丸酮、孕酮抑制这些因子刺激的IL-6分泌[3，21]。细胞因子刺激IL-6的产量较全身激素刺激要大许多。如IL-1诱导IL-6的产量是PTH诱导产生的IL-6的量的10倍左右[1]。
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6 白细胞介素-11(IL-11)
IL-11是一种新发现的细胞因子，与其他因子不同，它主要由间质细胞谱系，如骨髓基质细胞，成骨细胞产生，而T淋巴细胞、单核细胞不能产生IL-11。IL-11的生物特性与IL-6有许多相似之处。在体外培养中，IL-11增加破骨细胞形成，增加骨吸收和颅盖骨上标记的45Ca释放，同时IL-11还能与IL-3、IL-4协同作用，刺激破骨细胞形成[22]。
1，25(OH)2D3、PTH、IL-1、TNF、PGE2诱导成骨细胞产生IL-11，而用IL-11中和性抗体可抑制这些因素诱导的破骨细胞形成，这说明，IL-11是这些激素或因子作用于破骨细胞的中介[22，23]。IL-11对破骨细胞的作用可能由PGE2介导，因为消炎痛能阻止IL-11刺激的破骨细胞形成。破骨细胞上有大量IL-11受体mRNA的表达[16]。IL-11与IL-6细胞内效应均由gp130介导。
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IL-11与IL-6均是破骨发生中关键的因子，但二者作用也有不同之处。在雌激素缺乏或雌激素水平正常的鼠骨髓培养中，加入抗IL-11抗体可抑制破骨发生，这表明，IL-11在任何雌激素水平对破骨均很重要。而IL-6促进破骨的作用只在雌激素缺乏状态时存在，IL-6抗体在雌激素水平正常时，不影响破骨细胞形成[22]。
影响破骨的细胞因子很多，除上述外，还有IL-4、IL-13、L1F、TGFβ、NO、γ-1NF等。各种因子相互影响、调控，形成错综复杂的网络，最终调节破骨细胞形成及溶骨作用。
参考文献
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单位：童安莉(100035 北京积水潭医院内科)； 陈璐璐(同济医科大学附属协和医院内分泌科)； 丁桂芝(同济医科大学附属协和医院内分泌科)
关键词：
中国骨质疏松杂志000221 骨转换包括破骨细胞骨吸收和随后发生的成骨细胞骨形成的过程，成骨细胞与破骨细胞数量、活性和存活均受全身激素及局部因子的影响，尤其是骨髓微环境中的细胞因子对骨转换起重要作用。破骨细胞起源于骨髓造血干细胞，具体地说，起源于粒细胞/巨噬细胞集落形成单位(CFU-GM)，其形成包括由CFU-GM经过分裂增殖形成单核破骨细胞前体(增殖阶段)，后者融合形成多核巨细胞，此为不成熟的破骨细胞(分化阶段)，再经活化后形成成熟的破骨细胞，成熟的破骨细胞贴附于骨表面并极化，分泌酸和蛋白酶进行溶骨，最后破骨细胞凋亡。溶骨增强包括破骨细胞数量增加，活性增强。因为破骨细胞寿命很短，因此破骨细胞数量增加在溶骨增强中更为重要。很多细胞因子均影响破骨细胞增殖、分化、活化及凋亡，从而影响骨吸收，这些细胞因子存在于骨髓微环境中，由单核细胞，成骨细胞、破骨细胞及其前体细胞产生，它们可以直接作用于破骨细胞，也可以通过其他因子介导而对破骨细胞发挥作用。很多骨代谢疾病均是因溶骨增强所致，如绝经后骨质疏松、Paget's病等。与溶骨增强有关的细胞因子有IL-1、TNF、PGE2、CSFS、IL-6、IL-11等。本文拟就这些因子的产生、调控及对破骨细胞作用的机理进行综述。
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1 白细胞介素-1(IL-1)
IL-1由单核巨噬细胞、骨髓基质细胞产生，可经自分泌、旁分泌发挥作用，其诱发的生物效应常通过其他因子介导产生。IL-1有IL-1α和IL-1β两种形式，体内、体外研究表明IL-1α和IL-1β均是破骨细胞性骨吸收的强有力刺激剂，且它们的刺激作用相同。在人和鼠骨髓细胞培养中，加入IL-1可增加多核破骨细胞的形成[1]。Uy等在体内实验中观察了IL-1对破骨细胞形成不同时期的作用，结果表明，IL-1增加CFU-GM数量，刺激CFU-GM分化成单核破骨细胞前体，并加强成熟的破骨细胞骨吸收作用，由此可见，IL-1影响破骨细胞增殖和分化的各个阶段[2]。IL-1刺激成骨细胞产生 其他细胞因子，如IL-6、IL-11、GM-CSF，这些因子作用于破骨细胞，使破骨增强。此外，PGF2也是IL-1促进破骨的中介因子，IL-1通过PKA、PKC信使途径诱导成骨细胞产生PGE2，PGE2能刺激骨吸收，用前列腺素合成酶抑制剂消炎痛阻止PGE2的产生能部分阻断IL-1诱导的骨吸收[3，4]。IL-1的破骨作用还在于其增加胶原酶、组织蛋白酶B的产生，促进基质降解[5]。Debart研究显示，IL-1使人骨肉瘤细胞系MG63细胞尿激酶纤溶酶原激活物(U-PA)，U-PA受体、基质金属蛋白酶1(MMP-1)和MMP-3mRNA明显增加[6]。Romas观察到IL-1使成骨细胞上持续表达的gp130mRNA表达上调，而用抗gp130抗体可消除IL-1诱导破骨细胞形成的作用，gp130是IL-6、IL-11、制瘤素M(OSM)等因子信号传递途径中重要环节，因此，IL-1通过增加gp130、促进信号传递而间接加强破骨作用[7]。
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IL-1通过以上几方面的效应促进骨吸收，而其产生受全身激素的调控。其中雌孕激素是最主要的调控激素。研究表明，绝经前妇女和经雌、孕激素治疗的绝经后骨质疏松症妇女的外周血单核细胞(PBM)分泌的IL-1比未经治疗绝经后妇女的PBM的IL-1分泌量少，这说明E2可抑制IL-1的分泌，另外，1，25(OH)2D3也作用于成骨细胞，使其产生IL-1增加。
2 肿瘤坏死因子α(TNFα)
TNFα是一种17KDa的细胞因子，由破骨细胞样细胞，成骨细胞等合成。TNF与IL-1的溶骨作用有许多相似之处。TNF作用于破骨细胞形成的所有阶段，增加破骨细胞形成，增强成熟破骨细胞活性，刺激成骨细胞分泌GM-CSF，IL-6、IL-11，PGE2等因子而间接刺激骨吸收，增加成骨细胞U-PA的基因转录，增加MMP-1、MMP-2、MMP-9等金属蛋白酶的产生[8]。研究表明，TNFα对破骨细胞形成的刺激作用可被雌激素E2或IL-6中和性抗体所抑制，由此证明TNFα通过IL-6介导促进骨吸收，同时也表明E2抑制TNFα的作用[3]。TNFα作用于成骨细胞，使其IL-1 β mRNA水平及IL-1 β分泌增加，因此，TNFα也可通过IL-1β中介发挥破骨作用[9]。
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TNFα与IL-1在刺激骨吸收方面有协同作用，在正常人成骨细胞系(HOB)与人骨髓基质细胞系(HBMSC)中均证明TNFα与IL-1协同刺激IL-6的产生，共同发挥破骨效应[10]。E2能抑制TNFα和IL-1的产生，大鼠卵巢切除后IL-1、TNFα增加，骨吸收增强；而用IL-1受体拮抗剂(IL-1ra)和TNF结合蛋白(TNFBP)治疗能使骨吸收减少，由此提示IL-1和TNFα直接介导去势对骨吸收的作用[11]。1，25(OH)2D3促进TNFα基因转录，增加TNFα形成[12]，在有1，25(OH)2D3存在的骨髓细胞培养中加入IL-1ra和TNFBP，可使多核巨细胞形成减少。
3 前列腺素(PG)
PG可由骨细胞，骨髓细胞和骨膜组织产生，是花生四烯酸的代谢产物，PG包括PGE1、PGE2、PGF2a、PGD2等，PG特别是PGE2是很强的骨吸收刺激剂，其作用主要通过增加破骨细胞前体的增殖和分化而实现的[13]。PGE长时间作用于破骨细胞主要是增强吸收，但PGE对骨吸收的作用有双重性。已观察到，PGE短暂作用于分离的破骨细胞，使破骨细胞骨吸收停止，破骨细胞胞浆收缩，类似降钙素的效应；而PGE更长时间作用于分离的破骨细胞时，可使破骨细胞体积增大。PGE并能阻断IL-4，INFγ对破骨细胞形成的抑制作用。另外，PGE2增加IL-6的分泌，也借此增强骨吸收。与IL-1相同，PGE2主要通过PKA，cAMP途径传递胞内信号[14]。
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很多激素和局部因子可以调节PG产生而发挥其对破骨细胞的作用。已证明体内存在二种不同的前列腺素G/H合成酶或环氧酶：构成型(COX-1)和诱导型(COX-2)，能使PG合成增多的细胞因子均能使COX-2mRNA转录增加。IL-1、TNF是PGE2形成的强有力刺激剂，其作用的产生不仅通过使COX-2增加，而且通过刺激花生四烯酸的释放[13]。在IL-1和PGE2的关系上，大多数学者认为IL-1刺激PGE2的产生，IL-1的作用部分通过PGE2介导，但也有学者持不同观点，认为PGE2通过PKA途径增加内源性IL-1β的基因表达，而使破骨细胞形成增加，他们观察到IL-1β抗体可抑制PGE2刺激的破骨细胞形成，这就说明IL-1是PGE2刺激破骨细胞形成的中介[15]。除IL-1，TNF外，转化生长因子α、β(TGFα、β)、成纤维细胞生长因子(FGF)、表皮生长因子(EGF)、血小板源性生长因子(PDGF)均通过诱导COX-2产生而刺激PG形成，而IL-4、IL-13对PG的产生有抑制作用。全身激素中，甲状旁腺激素(PTH)、甲状旁腺激素相关肽(PTHrp)、1.25(OH)2D3刺激PG形成，而糖皮质激素通过抑制COX-2和减少花生四烯酸的释放而抑制PG的产生。性激素中已证明雌激素和雄激素可以抑制PTH和IL-1刺激的PG合成。除此之外，PG还通过诱导COX-1，COX-2的产生而增加自身形成[13]。
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4 单核细胞集落刺激因子(M-CSF)
CSFS在体内体外均诱导造血始祖细胞克隆的生长，破骨细胞起源于造血始祖细胞，CSF在破骨细胞形成上也具有非常重要的意义，CSF由骨髓微环境中成骨细胞、巨噬细胞、基质细胞、内皮细胞、T淋巴细胞等破骨细胞旁细胞及破骨细胞系产生，其中对溶骨最重要的是M-CSF，又称CSF-1。OP/OP骨硬化小鼠，因M-CSF基因突变，而使成骨细胞不能产生M-CSF，导致破骨细胞不能形成，影响骨吸收，出现严重的骨硬化症，在体实验发现用M-CSF治疗OP/OP鼠后可诱导破骨细胞形成，产生骨吸收效应[16]。现已明确，M-CSF可刺激破骨细胞前体增殖和分化。在正常人脾细胞和OP/OP鼠成骨细胞共培养时，若同时加入1，25(OH)2D3和M-CSF，则破骨细胞可以形成，而在整个培养期中的前4天(破骨细胞增殖期)或后2天(分化期)缺少M-CSF则均不能形成破骨细胞。另一项实验也得出同样的结论，在正常小鼠的成骨细胞和脾细胞共培养中加入1，25(OH)2D3，若在培养期前4天或后2天加入M-CSF抗体或抗M-CSF受体抗体均阻止破骨细胞形成，因此M-CSF在破骨细胞前体增殖和分化成成熟的破骨细胞过程中是非常必要的[17]。然而，Nilsson等观察到OP/OP鼠的骨硬化症随年龄增加而有所改善，所以他们认为M-CSF对初期的破骨细胞形成十分必要，而这段时期以后其他的细胞因子可以代替M-CSF的作用[16]。M-CSF对破骨细胞的作用是多方面的，M-CSF可维持成熟破骨细胞存活和增加其化学趋化性，调节其活性并阻止破骨细胞凋亡。
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破骨细胞上有c-fms受体，即M-CSF受体，M-CSF与受体结合后使酪氨酸蛋白磷酸化而产生细胞内效应。破骨细胞培养中加入M-CSF1小时即可消除破骨细胞上M-CSF结合位点，而去除M-CSF后，细胞上M-CSF的结合位点迅速恢复，这表明M-CSF对破骨细胞上M-CSF受体有降调节作用[18]。1，25(OH)2D3对破骨细胞前体分化的作用也表现在其对M-CSF受体的调节，1，25(OH)2D3不仅促进M-CSF受体形成，而且还增加C3合成，而C3能增强M-CSF受体的功能[14]。M-CSF的产生受全身激素和局部因子的调节，如TNFα、IL-1、PTH、PTHrp均使成骨细胞系形成M-CSF[16]。
5 白细胞介素-6(IL-6)
, http://www.100md.com IL-6为分子量26KD含有184个氨基酸的蛋白质，可由成骨细胞、破骨细胞、造血干细胞、基质细胞、单核细胞分泌，体内、外大量实验证实，IL-6增加破骨细胞形成，刺激骨吸收，IL-6主要作用于破骨细胞的早期阶段，刺激早期的破骨细胞前体分裂增殖，而对破骨细胞分化，多核巨细胞的形成无明显作用，IL-6还刺激正常成熟的破骨细胞形成骨吸收陷窝[19]。而且，IL-6通过增加胶原酶的释放而加强骨基质降解。IL-6能与其他细胞因子、激素产生协同作用，共同调节破骨细胞形成及骨吸收，如IL-6与IL-3可协同刺激CFU-GM集落的形成；IL-6、IL-3和1，25(OH)2D3可刺激CFU-GM形成破骨细胞前体，IL-6与IL-1协同刺激破骨细胞聚集。但是最近研究发现IL-6并不是很强的骨吸收刺激剂，IL-6在体内单独应用对骨吸收作用较小，转基因动物实验利用中国仓鼠卵巢细胞高表达IL-6，观察到只有在血循环中存在大量IL-6时才出现骨吸收，这与IL-1、TNF等其他细胞因子对骨吸收的作用不同。然而，IL-6可以强烈促进其他因子，如PTHrp刺激的骨吸收[1，20]。
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IL-6受体系统包括IL-6R和gp130，IL-6与IL-6R结合后可触发IL-6R与gp130结合，传导IL-6的胞内信号，可溶性IL-6R是由膜结合IL-6R蛋白分解产生，也具有与IL-6结合的能力。IL-6受体系统受激素及局部因子调控，如性激素抑制gp130产生，而PTH、1，25(OH)2D3、IL-1、TNF增加骨髓中gp130的产生；糖皮质激素如地塞米松刺激成骨细胞上的IL--6R表达，而IL-1呈剂量依赖性增加可溶性的IL-6R的产生[17，21]。
IL-6的产生受多种因素调节。实验证明，E2阻止成骨细胞表达IL-6，当E2水平下降时，IL-6表达增加，骨吸收增强。IL-1、TNFα、PTH、PTHrp、1，25(OH)2D3均能作用于成骨细胞，使之释放IL-6，而E2、睾丸酮、孕酮抑制这些因子刺激的IL-6分泌[3，21]。细胞因子刺激IL-6的产量较全身激素刺激要大许多。如IL-1诱导IL-6的产量是PTH诱导产生的IL-6的量的10倍左右[1]。
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6 白细胞介素-11(IL-11)
IL-11是一种新发现的细胞因子，与其他因子不同，它主要由间质细胞谱系，如骨髓基质细胞，成骨细胞产生，而T淋巴细胞、单核细胞不能产生IL-11。IL-11的生物特性与IL-6有许多相似之处。在体外培养中，IL-11增加破骨细胞形成，增加骨吸收和颅盖骨上标记的45Ca释放，同时IL-11还能与IL-3、IL-4协同作用，刺激破骨细胞形成[22]。
1，25(OH)2D3、PTH、IL-1、TNF、PGE2诱导成骨细胞产生IL-11，而用IL-11中和性抗体可抑制这些因素诱导的破骨细胞形成，这说明，IL-11是这些激素或因子作用于破骨细胞的中介[22，23]。IL-11对破骨细胞的作用可能由PGE2介导，因为消炎痛能阻止IL-11刺激的破骨细胞形成。破骨细胞上有大量IL-11受体mRNA的表达[16]。IL-11与IL-6细胞内效应均由gp130介导。
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IL-11与IL-6均是破骨发生中关键的因子，但二者作用也有不同之处。在雌激素缺乏或雌激素水平正常的鼠骨髓培养中，加入抗IL-11抗体可抑制破骨发生，这表明，IL-11在任何雌激素水平对破骨均很重要。而IL-6促进破骨的作用只在雌激素缺乏状态时存在，IL-6抗体在雌激素水平正常时，不影响破骨细胞形成[22]。
影响破骨的细胞因子很多，除上述外，还有IL-4、IL-13、L1F、TGFβ、NO、γ-1NF等。各种因子相互影响、调控，形成错综复杂的网络，最终调节破骨细胞形成及溶骨作用。
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