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基于骨细胞的骨稳态维持与骨缺损修复*

2021-03-29洪乐,李鑫

中国病理生理杂志 2021年11期

洪 乐, 李 鑫

(口腔疾病研究国家重点实验室,国家口腔疾病临床医学研究中心,四川大学华西口腔医院,四川成都610041)

1 骨细胞概述

骨细胞是骨骼系统中含量最丰富、分布最广泛的细胞,由成骨细胞分化而来,包埋于矿化的骨基质中,占成年人骨骼细胞的90%~95%,寿命可长达25年[1]。多年来研究者对骨细胞的生物学性质与功能知之甚少。随着骨细胞分离和体外培养技术的开发,人们对骨细胞的认知有了极大的拓展。从最早认为骨细胞是埋藏在矿化骨基质中静止的、不活跃的细胞[2],到发现其机械应力转导和矿物质稳态维持功能[3],再到近几年研究发现骨细胞的骨代谢调控作用[4],骨细胞目前已成为骨生理和骨病理研究的热点。

骨组织的生理代谢过程大致可分为骨形成和骨改建两个阶段,个体生长发育期中以骨形成为主导,骨改建则贯穿整个生命周期。这两个阶段中均伴随生理性成骨过程[5]。成骨细胞经历胶原基质分泌、细胞嵌入、细胞突生成3 个阶段分化为骨细胞,所在位置被基质包埋而成为骨陷窝[6];成熟骨细胞通过细胞突与其他骨细胞互相连接,形成最基本的骨细胞网格;随着基质分泌、矿化与包埋,细胞突周围形成骨小管,从而最终形成骨陷窝-骨小管网格系统(lacuno-canaliculi system,LCN)。据估计成人体内LCN 总面积可达到 201 m2[7],每个组成 LCN 的骨细胞可伸出多达40~100 个细胞突。在皮质骨解剖中,骨细胞层叠环绕哈弗氏管而形成骨单位。LCN 及骨单位的存在令各类信号分子得以进行跨细胞移动,是骨细胞发挥功能的形态学与组织学基础[8]。……

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