成骨分化相关信号通路的研究进展
成骨细胞的应力信号通路研究进展
成骨细胞的应力信号通路研究进展成骨细胞是骨组织中的重要细胞，既是应力感受细胞，又是应力效应细胞，因此通过研究应力刺激对成骨细胞影响的生物学反应机制对骨组织重建的研究具有重要意义。
近几年，有关应力刺激对骨组织影响的研究越来越多，在应力刺激后的生物学反应机制的研究主要集中在应力的作用效应、应力信号通路与调节机制等方面。
由于应力刺激导致细胞因子的变化是其影响成骨细胞功能的关键。
因此，本文将通过分析应力刺激对成骨细胞BMPs、TGF-β和Wnts的影响进行简要综述。
[Abstract] Osteoblast is one of the most important histiocytes，which not only mechanosensory cells but also producing stress effect.So it will be an important significance for bone tissue remodeling by researching biological mechanism between stress stimulation and osteoblast. During recent years，more and more study on the effect of stress stimulation on bone. And the research on biological mechanism is mainly including the effect of stress，the mechanical signal pathway，and regulation mechanism. The key on influencing of cell function is the change of cytokine owing to stress stimulation. So this paper makes a review on BMPs，TGF-β，and Wnts by analysising of stress stimulation.[Key words] Stress stimulation; Osteoblast; Cytokine生物力学因素在骨骼的生长发育过程中具有举足轻重的作用，Wolff定律指出骨骼的生长会受应力刺激而改变结构，同时实验研究表明恰当的应力刺激对骨组织重建也具有促进作用[1-3]，但是具体机制还不是很清楚。
Rspo1通过 Wnt／β－catenin 信号通路调节成骨细胞分化的研究进展
Rspo1通过 Wnt／β－catenin 信号通路调节成骨细胞分化的研究进展彭杨茜子;刘庆梅;马彦云;王久存;赵东宝【期刊名称】《中国骨质疏松杂志》【年(卷),期】2015(21)4【摘要】The classic Wnt/β-catenin pathway plays a crucial role in the differentiation and proliferation of osteoblasts.Any factor in the pathway can affect the proliferation and differentiation of osteoblasts.In recent years, a large number of studies show that R-spondins ( RSPOs) is an important regulating factor in Wnt/β-catenin signaling pathway.This paper reviews the progress in Rspo1 regulation of osteoblast differentiation through Wnt/β-catenin signaling pathway.%在成骨细胞的分化增殖中，经典Wnt ／β－catenin通路起着重要的调节作用；此通路中的任何一个因子都能影响成骨细胞的分化增殖。
近几年里，大量研究证明R－脊椎蛋白家族已成为Wnt／β－catenin信号通路的重要调节因子。
本文就Rspo1通过Wnt ／β－catenin信号通路调控影响成骨细胞分化增殖的研究进展作一综述。
【总页数】4页(P504-507)【作者】彭杨茜子;刘庆梅;马彦云;王久存;赵东宝【作者单位】上海长海医院风湿免疫科，上海 200433;复旦大学生命科学学院遗传工程国家重点实验室及现代人类学教育部重点实验，上海 200433;复旦大学生命科学学院遗传工程国家重点实验室及现代人类学教育部重点实验，上海200433;复旦大学生命科学学院遗传工程国家重点实验室及现代人类学教育部重点实验，上海 200433;上海长海医院风湿免疫科，上海 200433【正文语种】中文【中图分类】R392【相关文献】1.人甲状旁腺激素（1-34）在人成骨肉瘤细胞中对基质Gla蛋白及W nt/β-catenin信号通路的调节作用 [J], 胡亚莉;张洁;符刘晨;杨雅2.Wnt/β-catenin对BMPs信号通路的调节在基质干细胞向成骨细胞分化过程中的作用 [J], 靳云乔;张柳3.模拟失重条件下Wnt/β-catenin信号通路调节成骨细胞功能的研究进展 [J], 张丽君;王可;王艺璇;胡泽兵;李高志;石菲;曹新生;张舒4.模拟失重条件下Wnt/β-catenin信号通路调节成骨细胞功能的研究进展 [J], 张丽君; 王可; 王艺璇; 胡泽兵; 李高志; 石菲; 曹新生; 张舒5.lncRNA ANCR调节骨质疏松大鼠脂肪源性干细胞分化成骨细胞及对Wnt信号通路的作用机制 [J], 史正亮;张华;范志勇;宋永周;李身泰;李秋童;马维因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
骨髓间充质干细胞成骨分化相关信号通路及其与BMP-2关系的研究进展
关键词： 骨髓间充质干细胞； 成骨分化； 信号通路； 骨形态发生蛋白 2 doi： 10． 3969 / j． issn． 1002-266X． 2017． 48． 034 中图分类号： Ｒ329． 2 文献标志码： A 文章编号： 1002-266X（ 2017） 48-0097-03
骨质疏松症是一种以骨密度和骨质量下降，骨 微结构破坏、骨脆性增加、易发生骨折为特点的全身 性骨病［1］。成 骨 细 胞 骨 形 成 与 破 骨 细 胞 骨 吸 收 作 用的动态平衡失调是骨质疏松发生的根本原因，其 中成骨细胞增殖、分化缺陷是打破该平衡的重要因 素［2］。骨髓间充质干细胞 （ BMSCs） 是一类具有多 向分化潜能的原始骨髓细胞，特定条件下可诱导分 化为成骨细胞、软骨细胞及脂肪细胞等间叶细胞和 其他胚层细胞。BMSCs 在骨生理过程中起重要作 用，可诱导 BMSCs 成骨分化，对骨质疏松症的防治 具有重要意义。骨形态发生蛋白 2（ BMP-2） 是转化 生长因子超家族（ TGF） 的一员，被证实可以通过影 响多条信号通路促进 BMSCs 成骨分化并抑制其成 脂分化的双向调节作用［3］。本文对 BMSCs 成骨分 化相关信号通路及其与 BMP-2 的关系综述如下。 1 BMSCs 成骨分化相关信号通路
成骨细胞分化调控因子研究进展
成骨细胞分化调控因子研究进展王慧;李玉坤【摘要】成骨细胞具有维持骨骼结构,调控骨矿化和破骨细胞的功能,其分化受多种因子影响.Wnt信号转导通路中Wnt- 10b、Wnt-3a蛋白与成骨细胞分化关系密切；骨形态发生蛋白(BMP)信号通路中BMP-2、BMP-13等蛋白双向调控成骨细胞分化,维护骨量平衡,BMP还能通过调控Osx、Smad1等促进成骨细胞分化；3磷脂酰肌醇激酶(PI3K)/丝氨酸/苏氨酸激酶(Akt)信号通路中BMP、大黄素、整合素、血小板衍生生长因子及神经-钙黏素等调控成骨细胞分化；胞外信号调节激酶(ERK)/丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路为Runx2、胰岛素及脂代谢相关因子调控成骨细胞分化的必需信号通路,对骨代谢稳定具有重要作用.该文就近年成骨细胞分化调控因子研究进展作一综述.【期刊名称】《国际骨科学杂志》【年(卷),期】2011(032)006【总页数】3页(P377-379)【关键词】成骨细胞;调控因子;信号转导通路【作者】王慧;李玉坤【作者单位】050051石家庄,河北医科大学第三医院内分泌二科;050051石家庄,河北医科大学第三医院内分泌二科【正文语种】中文成骨细胞主要介导骨形成，并调控破骨细胞活性，在骨代谢过程中起重要作用。
成骨细胞分化成熟对于骨重建具有重要影响。
近年研究表明，多种信号转导通路和细胞因子参与成骨细胞分化的调控。
1 Wnt信号转导通路与成骨细胞分化Wnt是一种糖蛋白，与细胞表面受体结合可介导一系列信号转导，调节与细胞生命周期、分化、增殖、迁移、极性等相关基因的表达。
Wnt信号通路可分为Wnt ／β－连环蛋白（catenin）信号通路、Wnt／钙（Ca）2＋信号通路、Wnt／平面细胞极性（PCP）信号通路。
Wnt／β－catenin信号通路也称为经典信号通路，在促进成骨细胞分化成熟过程中起主要作用，为调节骨代谢的重要信号转导通路。
1.1 经典Wnt信号转导通路经典Wnt信号通路始于作为配体的特定Wnt蛋白与卷曲蛋白（Fz）及低密度脂蛋白受体相关蛋白（LRP）－5／6结合形成复合物，使糖原合成酶激酶（GSK）－3β磷酸化失活，抑制β－catenin降解，促进细胞核内β－catenin积聚，与淋巴增强因子（LEF）／T细胞因子（TCF）结合，诱导靶基因转录。
骨形态发生蛋白-2(BMP2)基因的生理功能和信号通路研究进展
骨形态发生蛋白-2（BMP2）基因的生理功能和信号通路研究进展费晓娟1，金美林1，卢曾奎2，狄冉1，魏彩虹1*（1.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所，北京100193；2.中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所，甘肃兰州730050）摘 要：骨形态发生蛋白-2（BMP-2）是转化生长因子β（TGF-β）超家族的成员。
BMP2参与骨形成、生长发育、脂肪沉积和癌症发生等多个生物学过程。
BMP2与绵羊尾部脂肪沉积相关，是调控绵羊尾型发育的候选基因。
本研究主要介绍了BMP2基因的发现与结构、表达、生理功能和参与信号通路的研究进展，为BMP2基因的研究提供理论基础。
关键词：BMP2基因；结构和表达；生理功能；信号通路中图分类号：S826.2 文献标识码：A DOI编号：10.19556/j.0258-7033.20200326-06绵羊是重要的家畜之一，拥有11 000年的驯化史，是史上第一个被驯化的游牧动物。
根据绵羊尾型可分为短瘦尾羊、长瘦尾羊、短脂尾羊、长脂尾羊和肥臀羊五类[1]。
肥尾羊大约在5 000年前从瘦尾羊中演化而来，目前肥尾羊数量已占全世界总羊数的四分之一[2]。
本实验室前期的研究表明，在哈萨克羊（肥尾羊）和藏羊（瘦尾羊）脂肪组织中有464个基因差异表达，其中BMP2基因与绵羊脂尾的发育有关[3-5]。
进一步研究表明，BMP2基因能够促进绵羊前体脂肪细胞的分化，参与绵羊尾部脂肪沉积，从而影响绵羊尾型发育[6]。
1965年 Urist 在成人的脱钙骨基质中提取出一种能诱导异位骨发生的活性蛋白，并根据其生物学特性命名为骨形态发生蛋白（Bone Morphogenetic Protein，BMPs），属于转化生长因子β（The Transforming Growth Factor-β，TGF-β）超家族[7]。
BMPs家族成员至少有40个，目前关于骨代谢的研究最多[8]。
BMPs家族被分为5个亚型，其中，BMP2与骨的生长和分化相关，属于第一类亚型[9-10]。
力学刺激下BMP信号通路影响成骨分化的研究进展
力学刺激下BMP信号通路影响成骨分化的研究进展陈红;杜丽玲;张译文;刘东旭【摘要】Clinically, mechanical stimulation is an important factor in enhancing the bone regeneration and remodeling, and mechani-cally induced bone reconstruction is the critical biological basis of distraction osteogenesis, bone defect restoration and orthodontic tooth movement. BMPs, as the key signaling molecule in the regulation of bone development, play a significant role in the occurrence and re-generation of bone tissue. It has been shown that the activation of BMP signaling can promote the expression of osteogenic-related genes and induce bone formation. This paper will summary the research progress of BMP signaling pathway in mechanically induced osteogenic differentiation.%骨组织的再生和重塑涉及复杂的力学刺激,而机械性诱导骨改建是牵张成骨、骨缺损修复、正畸牙移动生物学的重要理论基础.骨形态发生蛋白(bone morphogenetic proteins,BMPs)是调控骨骼发育的关键信号分子,在骨组织的发生及再生中起着重要作用.研究表明,激活BMP信号可增强成骨相关标志性基因的表达,促进骨形成.本文就力学刺激下参与骨向分化的BMP信号通路的相关研究进行综述.【期刊名称】《口腔医学》【年(卷),期】2017(037)002【总页数】4页(P162-165)【关键词】骨形态发生蛋白;成骨分化;机械应变【作者】陈红;杜丽玲;张译文;刘东旭【作者单位】山东大学口腔医院正畸科,山东济南 250012;山东大学口腔医院正畸科,山东济南 250012;山东大学口腔医院正畸科,山东济南 250012;山东大学口腔医院正畸科,山东济南 250012【正文语种】中文【中图分类】R783.1骨形态发生蛋白(bone morphogenetic proteins, BMPs)是 Urist在1965年发现的一种能促进异位成骨的分泌型多功能蛋白。
骨髓间充质干细胞成骨分化信号通路的研究进展
５和 ８可 能 还 有 Ｓ ｄ ｍａ９涉 及 Ｂ ｓ ＭＰ 的信 号 传 递 ， 被 Ｂ ｓ 可 艇 受 体 （ Ｒ— Ａ、ＭＰ Ｉ 和 Ａ ｔ Ｉ激 活 。Ｂ ２４通 过 Ｂ Ｉ Ｂ Ｒ １ ３ ｃ Ｒ— ） ＭＰ ／ Ｓ ｄ，， ｍａｌ ５８传 递 信 号 ； ＯＰ一 １主 要 通 过 Ｓ ｄ （ 能 还 通 过 ｍａ５ 可 Ｓ ｄ ） 递 信 号 ； ＭＰ一６通 过 Ｓ ｄ 或 Ｓ ｄ ｍａ１ 传 Ｂ ｍａ ｌ ｍａ５增 强 细 胞 的
ＡＬＰ活性 Ｊ 家 族 包 括 Ｔ Ｆ一８ 活 化 素 （ｃ ｖ ） 抑 制 Ｇ 、 ａｔ ｉ 、 ｉｎ 素 （ｎ ｉｔ ｓ 、 形 态 发 生 蛋 白（ ＭＰ ） ｍｕｌ ｉ ｉｈｂ ｉ ）骨 ｉｎ Ｂ ｓ和 ｌｒ ｎ等 抑 制 物 ｅａ 等 信 号 分 子 。转 化生 长 因子 家 族 能 调 节 增 殖 、 化 迁 移 和 凋 分 亡 等 多 种 细 胞 反 应 ， 家 族 通 过 与 具 有 丝 氨 酸 ／ 氨 酸 （ ｅ／ 该 苏 Ｓｒ Ｔ ｒ激 酶 活 性 的受 体 结 合 而 引发 细 胞 效 应 。受 体 分 为 ２个 亚 ｈ） 族 ， Ｉ型受 体 （ 一 Ｉ） Ⅱ型 受 体 （ ｐ 即 Ｔ 和 Ｔ Ｒ— Ｉ 。 Ｔ Ｆ ｐ Ｉ） Ｇ 诱 导 ＴＩ ３ Ｒ— Ｉ和 Ｔ Ｒ— ｌ形 成 异 源 性 的 复 合 物 开 始 膜 信 号 转 ３ Ｉ Ｉ 导 ，Ｂ Ｔ Ｒ一 １催 化 Ｔ３ Ｉ的 结 构 域 的 丝 氨 酸 和 苏 氨 酸 残 基 Ｉ Ｉ Ｒ
缺 乏 ＭＨ１ 故 能 与 其 他 Ｓ ｄ 竞 争 Ｂ ｓ Ｔ ， ｍａ ｓ ＭＰ 和 ＧＦ一０的 Ｉ型
Wnt信号通路调节人牙周膜干细胞成骨分化及其机制研究
Wnt信号通路调节人牙周膜干细胞成骨分化及其机制研究Wnt信号通路调节人牙周膜干细胞成骨分化及其机制研究摘要：牙周膜干细胞（PDSCs）是一类具有自我更新和多向分化潜能的成纤维细胞样细胞，其在牙周组织再生与重建中起着重要作用。
近年来，Wnt信号通路成为研究PDSCs成骨分化的热点。
本研究通过分离培养PDSCs，采用不同浓度的Wnt信号通路激动剂，检测细胞增殖情况和成骨分化相关分子表达，揭示Wnt信号通路调节PDSCs成骨分化的机制，并探讨其在牙周组织再生与重建中的应用前景。
结果表明，Wnt信号通路激动剂处理能够提高PDSCs的增殖能力和成骨分化潜能，同时上调关键成骨转录因子RUNX2和osteocalcin的表达，下调抑制PDSCs成骨分化的因子Dkk-1和SOST的表达，对蛋白质水平的磷酸化调节也发挥重要作用。
总之，Wnt信号通路在调节PDSCs成骨分化过程中发挥着关键作用，为其在牙周再生领域的应用提供了新的思路和方法。
关键词：Wnt信号通路；牙周膜干细胞；成骨分化；RUNX2；osteocalcin；Dkk-1；SOST近年来，牙周组织再生与重建的研究备受关注，其中PDSCs作为一种重要的细胞来源受到越来越多的关注。
PDSCs具有自我更新和多向分化潜能，是牙周组织再生和重建中的重要细胞类型之一。
研究发现，Wnt信号通路在胚胎发育和成骨分化等生物学过程中发挥着关键作用。
因此，不少研究将目光投向Wnt信号通路在PDSCs成骨分化中的作用机制。
本研究通过对PDSCs进行不同浓度的Wnt信号通路激动剂处理，研究发现Wnt信号通路能够促进PDSCs的增殖和成骨分化。
同时，Wnt信号通路的激动对PDSCs关键成骨转录因子RUNX2和osteocalcin的表达起到调节作用，并且抑制具有抑制PDSCs成骨分化的因子Dkk-1和SOST的表达。
实验还发现，Wnt信号通路的调节作用可能与蛋白质水平的磷酸化有关。
BMP-Smad信号通路的调节及其在成骨分化中的作用的开题报告
BMP-Smad信号通路的调节及其在成骨分化中的作用的开题报告一、研究背景：骨骼系统是人体重要的支持和保护系统，成骨分化是骨骼系统成熟和维持的重要过程。
在成骨分化中，BMP（Bone morphogenetic proteins）信号通路被认为是非常重要的，它通过激活Smad信号通路，促进干细胞向成骨细胞的分化。
BMP-Smad信号通路的调节在成骨分化中扮演着至关重要的角色，因此对于该信号通路的调控机制的深入研究对于进一步了解成骨分化过程具有重要意义。
二、研究目的：本研究旨在深入探讨BMP-Smad信号通路调节机制及其在成骨分化中的作用，进一步了解其生物学机制。
三、研究内容：1. BMP-Smad信号通路的结构与功能2. BMP-Smad信号通路的调节机制3. BMP-Smad信号通路在成骨分化中的生物学意义4. BMP-Smad信号通路在成骨分化中的相关疾病四、研究方法：1. 文献调研。
通过查阅相关文献和资料，了解BMP-Smad信号通路的研究现状、调节机制及其在成骨分化中的作用等。
2. 细胞培养和实验。
利用细胞培养技术，进行细胞实验，探究BMP-Smad信号通路的调节机制和作用机制。
3. 分子生物学技术。
使用PCR、Western blot、RNA干扰等技术，研究BMP-Smad信号通路的调节机制和作用机制。
五、研究意义：深入了解BMP-Smad信号通路的调控机制及其在成骨分化中的作用，有助于人们更好地理解成骨分化的分子机制，为相关疾病的治疗提供理论基础。
同时，该研究也有助于设计新的潜在治疗手段和药物。
ERK信号传导通路在人脐带间充质干细胞向成骨细胞分化作用中的研究进展
［０Ｄｉ Ｓ Ｚ ａｇ Ｘ， ａＷ Ｓ ｔａ． ｅ ａ ｔＮｏｃ ｉｎ ｌ ｇ ４ ］ ａ Ｊ ， ｈｎ Ｘｉ ｏ ，ｅ １ Ａｂｒ ｔｈ ｓ ａｉ ：ａ ｒ ｎ ｇ ｎ
Ｅ Ｋ信号传导通路在人脐带间充质干细胞向成骨细胞分化 Ｒ 作 用 中 的研 究进 展
Ｒ ｓ ａｒ ｓ ｉ ｅｄ ｗｉ ｈｅ ｒ ｌ ｆｔ ｅ Ｅ Ｋ ｓｇｎ ｉｇ ｈ ｅ ｅ ｃｈ ａｓ ｏｃａｔ ｔ ｔ ｏ ｅ ｏ ｈ Ｒ ｉ ａｌ ｐａｔ ｗａｙ ｗｈ ｃ ａ ｄ ｔ ｏｇ ｉ ｈ ｎ ｉ ｈ ｐｌｙｅ ｉ ｏｓｅ ｅｎｃ ｎ
活 Ｒ ｓ 然 后 通过 Ｍ Ｐ Ｋ （Ｅ） Ｍ Ｐ ＫＭ Ｐ ａ， Ａ Ｋ Ｋ Ｍ Ｋ 一 Ａ Ｋ— Ｋ途径 激 活 转 录 因 Ａ
形、 正畸以及颌面外科等 口腔临床 学科 的一大难题 。骨组织
工 程 技 术被 认 为 是 最 理想 的修 复 骨缺 损 的生 物 学 方法 ＿， 】 其 ］ 中种 子 细 胞 的相 关 研 究最 为关 键 。 脐 带 问 充 质 干细 胞 可 作 人 为种 子 细 胞 分化 为成 骨 细 胞 ， 不仅 在 骨 组 织 工 程 领 域 具 有 广 阔 的应 用 前 景 ， 同时 对 人 脐 带 间充 质 干 细 胞 进 行 深 入 的 研 究 进 一 步 了解 胚胎 细胞 发 育 的特 性 ， 从而 对 儿 科 尤 其 是 颌 面 儿
究， 并将 这 一 领 域 的研 究 进 展 综述 如 下 ：
较 少 ， 究 相 对滞 后 。 研 １Ｅ Ｋ信 号传 导 通 路 Ｒ １ １Ｍ Ｐ 路 ：丝 裂 原 活 化 蛋 白 激 酶 （ｉ ｏｅ — ｃ ｉａ ｅ ． Ａ Ｋ通 Ｍ ｔ ｇ ｎＡ ｔｖ ｔ ｄ １３ Ｅ Ｋ通 路 与 Ｐ ８Ｊ Ｋ通 路 之 问 的 关 系 ： 真菌 中 的 ＭＰ ． Ｒ ３ 、Ｎ Ａ Ｋ 信 号 通 路 并 无 相 互 作 用 ，其 每 一 条 Ｍ Ｐ 路 都 是 相 对 独立 Ａ Ｋ通 的 ， 般 不 会 发 生 交 联 。但 是 ， 哺 乳 类 细 胞 中 各个 Ｍ Ｐ 信 一 在 ＡＫ 号 通 路 之 间通 过 复杂 的机 制 既 可 相 互 区 别 ，又 可 相 互 调 节 ， 保 持 其 自身 的 独 立 性 ， 同 时 又 相 互 促 进 或 抑 制 。Ｅ Ｋ ＪＫ Ｒ 、Ｎ 、 ｐ ８ Ｐ 条 通 路 ， 总是 可 以在不 同 的作 用 位 点找 到 相 互 交 ３ Ｍ Ｋ三 Ａ 汇 的 地 方 。Ｈ ｔｋ ｚｋ ］ ｏ ｏ ｅ ａａ等 发现 ｐ ８抑 制 剂 引起 ｐ ８磷 酸 ３ ３ 化 减 少 的 同时伴 随 了 Ｅ Ｋ 酸 化 的增 加 ，而 Ｍ Ｋ抑制 剂 减 少 Ｒ磷 Ｅ
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Advances in Clinical Medicine 临床医学进展, 2017, 7(4), 235-241Published Online October 2017 in Hans. /journal/acmhttps:///10.12677/acm.2017.74039Research Progress of Osteogenesis-Related Signaling PathwaysLei Zhou, Minghai Wang*Department of Orthopedics, The Fifth People’s Hospital of Shanghai, Fudan University,ShanghaiReceived: Sep. 27th, 2017; accepted: Oct. 7th, 2017; published: Oct. 16th, 2017AbstractObjective: Osteogenesis is the foundation of bone formation and key procedure of bone metabol-ism. In recent years, major progress was made in the molecular mechanism of osteogenesis at home and abroad. Therefore, the mechanism and research progress of osteogenesis-related sig-naling pathways was reviewed. Methods: Literature about ossification and osteogenesis-relate signaling pathways in recent years were reviewed and analyzed. Results: Several signaling path-ways have been found osteogenesis-related, among them, BMP-SMAD, Wnt/β-Catenin, Notch, Hedgehog, MAPK and FGF signaling pathways play the leading role in bone-formation. Besides, a complex regulatory network is composed of interactions between multiple signaling pathways.However, the specific mechanism of osteogenesis-related signaling pathways is still unclear be-cause of limited research methods. Conclusion: To make clear the mechanism of these signaling pathways respectively and their interactions is of great significance for illustrating the complete mechanism of osteogenesis.KeywordsBone Metabolism, Osteogenesis, Signaling Pathway成骨分化相关信号通路的研究进展周雷，王明海*复旦大学附属上海市第五人民医院骨科，上海收稿日期：2017年9月27日；录用日期：2017年10月7日；发布日期：2017年10月16日*通讯作者。
周雷，王明海摘 要目的：成骨分化是骨质形成的基础，也是骨代谢的关键步骤。
近年来，关于成骨分化的分子机制，国内外取得了许多突破性的进展。
故围绕成骨分化相关信号通路研究进展这一要点进行综述和分析。
方法：检索近几年国内外成骨分化及成骨相关信号通路研究的文献，并作总结分析。
结果：发现多条信号通路参与成骨分化，其中，BMP-SMAD 、Wnt/β-Catenin 、Notch 、Hedgehog 、MAPK 、FGF 信号通路在成骨分化过程中最为关键。
多条信号通路间存在着相互作用，构成了一个复杂的调控网络，但由于研究手段的局限，成骨分化相关信号通路的具体作用机制仍不明了。
结论：若能说明这些信号通路各自发挥作用的机制及各条通路之间的相互关系，对阐明成骨分化的具体机制具有重要意义。
关键词骨代谢，成骨分化，信号通路Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/1. 概述同躯体的其他组织器官一样，骨组织也在不断地进行着细胞代谢，称为骨代谢。
它可以大致分为骨形成和骨重塑两个阶段，前者在个体生长发育期起主要作用，后者则持续整个生命周期。
骨重塑始于单核-巨噬细胞来源的破骨细胞吸收骨基质，随后成骨相关细胞被募集到骨吸收部位，通过形成和分泌骨基质实现重塑，以适应机体力学环境的改变或修复骨损伤[1]。
而成骨分化是骨生成的关键步骤，即骨髓间充质干细胞经历成骨祖细胞、成骨前体细胞、成骨细胞最终分化为骨细胞的一个复杂的过程，其中涉及到多种类型细胞间和细胞内的信号传递，如信号通路、转录因子、生长因子、MicroRNA 等，形成了一个完整的骨代谢调控负反馈环路[2]。
本文就成骨分化相关信号通路研究进展这一要点展开综述。
2. 成骨相关信号通路2.1. BMP-SMAD 信号通路骨代谢同时受多种细胞因子及生长因子的调控，骨形态发生蛋白(BMPs)便是其中之一。
BMPs 在骨代谢过程中起着关键性的调控作用。
BMPs 属于转化生长因子β (TGF-β)超家族，是一类多效性细胞因子，根据序列相似性和功能可以将BMPs 分为4个亚族：1) BMP-2和BMP-4；2) BMP-5、-6、-7、-8a 和-8b ；3) BMP-9和BMP-10；4) BMP-3、-3b 、-11、-12、-13、-14、-15和-16，其中，BMP-2、-7、-6、-9能够促进骨质形成[3]，而BMP-3对成骨具有负调控作用[4]。
TGF-β超家族的成员均通过结合双受体系统—I 型和II 型跨膜丝氨酸/苏氨酸激酶受体(BMPR-I 、BMPR-II)介导信号转导。
而在膜信号传入核内的过程中，Smad 信号通路发挥着主要作用。
BMP 信号分子结合并激活BMPR-II ，使得BMPR-I 磷酸化并进一步磷酸化BMP 活化型Smads (BR-Smads)的C 末端DNA 结合域，磷酸化的BR-Smads 与共同通路型Smads (Co-Smads)结合形成异质低聚体进入核内与转录因子相互作用，共同调控目的基因的表达[5]。
在骨髓间充质干细胞(BMSCs)中BMP周雷，王明海通过BR-Smads直接或间接诱导Runx2的表达，BR-Smads又可以与Runx2以物理结合的方式进一步诱导成骨分化[6]。
I-Smads则可以抑制BR-Smads和Co-Smads的作用。
此外，Samds的活性还受到许多因素的调控。
小C端结构域磷酸酶1、2 (SCP-1、SCP-2)介导Smads的去磷酸化可抑制后者的转录活性[7]。
泛素连接酶1(SMURF1)能够修饰Smad1、5 [8]，SMURF2仅介导Smad1的泛素化[9]。
近年来借助实验生物反应器发现机械应力引起的骨代谢与BMP-Smads信号通路有着密切的关系：在应力刺激下的细胞具有更高的BMP反应性并更早激活Smads通路[10]；机械负荷能减少BMP拮抗分子的表达[11]；应力作用可以使BMP-2、BMP-7、碱性磷酸酶(ALP) I型胶原的表达量增加[12]。
然而，这一现象在不同种类的细胞间并不完全一致[13]。
2.2. Wnt/β-Catenin信号通路Wnts是一类与卷曲蛋白受体(FZD)结合的分泌型糖蛋白。
Wnt家族分泌的因子参与细胞极化、分化、迁移、增殖和生物学功能等多个细胞生理过程。
Wnt蛋白可以大致分为两类：一类激活经典的Wnt信号通路，即Wnt/β-Catenin信号通路；另一类由Wnt5a激活非经典的Wnt通路，配体与FZD结合后不依赖于β-Catenin和LRP5/6。
Wnt/β-Catenin信号通路中，Wnt配体与FZD或低密度脂蛋白受体相关蛋白5/6 (LRP5/6)形成复合物。
当胞外缺乏Wnt蛋白时，该复合体无法形成，此时在糖蛋白激酶-3 (GSK-3)作用下导致β-Catenin蛋白水解，胞浆及核内的β-Catenin水平降低，最终抑制Wnt/β-Catenin信号通路。
在该信号通路中，GSK-3的活性受大肠腺瘤样蛋白(APC)和轴蛋白(Axin)形成的多肽复合体的调控。
当Wnt分子与LRP5/6-FZD受体复合体结合，LRP5/6胞内端磷酸化而产生Axin的结合位点，Axin结合到该位点能抑制GSK-3介导的β-Catenin水解，引起β-Catenin增加并进入核内，与细胞核中的T细胞因子(TCF)/淋巴增强因子(LEF)转录复合物结合，作为转录激活因子可引起下游靶基因表达，从而发挥调控作用[14]。
研究证实Wnt/β-Catenin信号通路通过控制间充质干细胞、成骨细胞、破骨细胞及软骨细胞的分化和功能来调控骨代谢。
间充质细胞条件性β-Catenin基因敲除鼠在骨骼发育期表现出显著减弱的成骨分化[15]。
然而，Wnt/β-Catenin信号通路对成骨分化的影响还取决于细胞所处的发育阶段。
体外激活Wnt/β-Catenin信号通路可以促进间充质干细胞的增殖，但抑制其成骨分化[16]。
一旦间充质干细胞开始向成骨细胞系分化，Wnt/β-Catenin信号通路虽能促进细胞生长和分化，但阻碍其终末分化为成熟的成骨细胞[17]。
这一阶段依赖的现象同样表现在人类疾病中，如骨纤维异常增殖症是由于上调的Wnt/β-Catenin信号通路引起的成骨细胞分化和成熟障碍所导致的[16]。
2.3. Notch信号通路Notch信号通路在进化上高度保守，其在细胞发育、增殖、凋亡和分化均具有调控作用。
Notch的受体和配体为跨膜蛋白，其发挥功能依赖于相邻细胞间的相互接触。