Runx2在成骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞分化中作用的研究進(jìn)展

吳順義，張曉蓉

(昆明醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院正畸科，昆明 650106)

成骨可分為膜內(nèi)成骨和軟骨內(nèi)成骨，在膜內(nèi)成骨中骨由成骨細(xì)胞直接形成，而在軟骨成骨中，軟骨細(xì)胞最初發(fā)展并最終被骨替代。Runx2是Runt家族成員之一，它們含有共同的DNA結(jié)合runt結(jié)構(gòu)域，能與核心結(jié)合因子β(core binding factor beta，Cbfb)形成異二聚體，并與共有序列TGPyGGPyPy結(jié)合[1]。實(shí)驗(yàn)證明在Runx2缺失小鼠中膜內(nèi)和軟骨內(nèi)骨形成被完全中斷，最終表現(xiàn)為骨骼和軟骨樣骨完全缺失[2]。Runx2能誘導(dǎo)間充質(zhì)細(xì)胞的分化，并使間充質(zhì)細(xì)胞向成骨細(xì)胞方向分化，抑制脂肪細(xì)胞和軟骨細(xì)胞分化。Runx2在軟骨發(fā)育中也起重要作用，并引導(dǎo)軟骨中血管的形成和侵入。小鼠中Runx2的雜合突變會(huì)導(dǎo)致與人類顱骨鎖骨發(fā)育不全綜合征相似的表型，其表現(xiàn)為身材矮小、鎖骨發(fā)育不全、多生牙和囟門不能閉合，并且已經(jīng)有報(bào)道具有顱骨鎖骨發(fā)育不全綜合征的患者Runx2發(fā)生突變[3]。以上都證明Runx2在骨形成、軟骨形成、骨代謝相關(guān)疾病方面有著重要作用，現(xiàn)對(duì)Runx2自身轉(zhuǎn)錄、在成骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞的分化的調(diào)控作用以及在骨關(guān)節(jié)炎發(fā)病機(jī)制方面的作用進(jìn)行綜述。

1 Runx2基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控

Runx2轉(zhuǎn)錄自遠(yuǎn)端P1和P2啟動(dòng)子，具有兩個(gè)不同的亞型，Ⅰ型Runx2起始序列MRIPV轉(zhuǎn)錄自P2啟動(dòng)子，Ⅱ型Runx2起始序列MASNS轉(zhuǎn)錄自P1啟動(dòng)子[4]。Ⅰ型和Ⅱ型Runx2都能在成骨細(xì)胞系細(xì)胞和軟骨細(xì)胞中表達(dá)，但Ⅱ型Runx2主要在成骨細(xì)胞中表達(dá)。盡管Ⅰ型Runx2比Ⅱ型Runx2更加依賴Cbfb，但Ⅰ型和Ⅱ型Runx2在軟骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞中具有相似的功能。兩種亞型都是骨骼發(fā)育所必需的，其中一種亞型缺失都將造成小鼠軟骨內(nèi)成骨和膜內(nèi)成骨結(jié)構(gòu)嚴(yán)重受損。研究發(fā)現(xiàn)Ⅰ型Runx2第一個(gè)停止密碼子的ATG突變，其表達(dá)蛋白沒(méi)有明顯差異，說(shuō)明Ⅰ型Runx2的N端氨基酸在生理功能上并不重要，在骨骼發(fā)育中P1和P2啟動(dòng)子對(duì)Runx2表達(dá)的調(diào)控可能比兩種亞型的功能差異更重要[5]。

P1啟動(dòng)子已被廣泛檢測(cè)，體外實(shí)驗(yàn)證明Fosb/Jund、Tcf7/Ctnnb1、Sp1/Elk1、Dlx5、Msx2、Hoxa10能與P1啟動(dòng)子近700 bp區(qū)域結(jié)合，從而激活或抑制P1啟動(dòng)子的活性[6]。體內(nèi)分析，P1啟動(dòng)子控制下的小鼠Runx2基因能在不成熟軟骨細(xì)胞中表達(dá)，不能在成骨細(xì)胞和成熟軟骨細(xì)胞中表達(dá)。在使用Runx2位點(diǎn)200 kb細(xì)菌人工染色體克隆的實(shí)驗(yàn)小鼠中發(fā)現(xiàn)，該基因在成骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞中以與野生型小鼠相似的模式表達(dá)，因此，Runx2在成骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞中的表達(dá)受增強(qiáng)子的調(diào)控。位于P1啟動(dòng)子上游的增強(qiáng)子已經(jīng)被識(shí)別，例如，增強(qiáng)子的343 bp區(qū)域與最小啟動(dòng)子Hsp68結(jié)合，指導(dǎo)專門針對(duì)在成骨細(xì)胞中Runx2表達(dá)；增強(qiáng)子Dlx5/6和Mef2直接與89 bp核心序列結(jié)合，通過(guò)蛋白與蛋白相互作用，與Tcf7、Ctnnb1、Sp7(serine protease 7)、Sox5/6、Smad1形成增強(qiáng)體，增強(qiáng)體強(qiáng)烈激活增強(qiáng)子。但是89 bp核心序列中同源框或Mef2的突變?cè)隗w內(nèi)和體外均可消除增強(qiáng)子活性[7]。

2 Runx2對(duì)間充質(zhì)細(xì)胞分化的作用

Runx2能調(diào)控印度豪豬蛋白(Indian hedgehog,Ihh)的表達(dá)，并與Sp7和經(jīng)典Wnt傳導(dǎo)相互調(diào)控，調(diào)控間充質(zhì)細(xì)胞向成骨細(xì)胞方向分化，并抑制脂肪細(xì)胞和軟骨細(xì)胞分化。

2.1Ihh與骨發(fā)育 Ihh缺失小鼠出生后不久即死去，軟骨膜形成受損，軟骨膜中無(wú)Runx2的表達(dá)[8]，說(shuō)明成骨細(xì)胞分化需要Ihh，軟骨內(nèi)骨發(fā)育需要Runx2的表達(dá)。在Col2a1啟動(dòng)子環(huán)化重組酶轉(zhuǎn)基因小鼠中，環(huán)化重組酶不僅在軟骨細(xì)胞中表達(dá)，而且在軟骨膜中也表達(dá)。使用Col2a1啟動(dòng)子環(huán)化重組酶轉(zhuǎn)基因的Ihh條件敲除小鼠，小鼠在出生后不久就死亡，骨不形成，而且包括Runx2在內(nèi)的成骨標(biāo)記基因在肢體骨中無(wú)表達(dá)[9]。然而，使用Prrx1啟動(dòng)子環(huán)化重組酶轉(zhuǎn)基因的Ihh條件敲除小鼠，雖然小鼠四肢骨骼的形成嚴(yán)重受損，Runx2在成骨細(xì)胞中的表達(dá)水平不到野生型小鼠的一半，但出生后能夠存活，并且環(huán)化重組酶在四肢和顱骨間充質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)[10]。以上說(shuō)明Ihh在骨發(fā)育中具有重要作用，Ihh的缺失會(huì)引起骨發(fā)育的嚴(yán)重受損。此外，Hedgehog(Hh)信號(hào)通路與其受體蛋白ptch結(jié)合可緩解精胺氧化酶的抑制作用，最終調(diào)控醇溶蛋白的生成。在使用Col2a1啟動(dòng)子環(huán)化重組酶的精胺氧化酶條件敲除小鼠中，Runx2表達(dá)在軟骨膜外表達(dá)而不在軟骨膜內(nèi)表達(dá)，軟骨膜細(xì)胞不能分化成軟骨細(xì)胞、骨髓。因此，在軟骨膜和骨髓中，Runx2的表達(dá)和骨形成需要Hh信號(hào)通路。Ihh還會(huì)影響骨形成的位置，在使用Col2a1啟動(dòng)子環(huán)化重組酶轉(zhuǎn)基因的Ihh條件敲除小鼠中，Ihh參與了顱骨的發(fā)育，但是在顱骨中的表達(dá)比四肢骨中少[11]。使用Sp7啟動(dòng)子環(huán)化重組酶轉(zhuǎn)基因的Ihh條件敲除小鼠骨發(fā)育正常，此實(shí)驗(yàn)證明Ihh僅在成骨細(xì)胞分化的早期起作用，而成骨細(xì)胞的終末分化則不需要Ihh。Hh信號(hào)通路誘導(dǎo)Runx2表達(dá)的機(jī)制尚未得到驗(yàn)證，但Hh信號(hào)通路確實(shí)能誘導(dǎo)Runx2表達(dá)。

2.2Runx2與間充質(zhì)細(xì)胞 Runx2缺失小鼠，成骨細(xì)胞完全缺失、間充質(zhì)細(xì)胞少。在成骨細(xì)胞誘導(dǎo)培養(yǎng)中，Runx2缺失顱骨細(xì)胞可分化為脂肪細(xì)胞和軟骨細(xì)胞，但是成骨細(xì)胞中不存在骨形態(tài)發(fā)生蛋白2，說(shuō)明Runx2缺失顱骨細(xì)胞具有向脂肪細(xì)胞和軟骨細(xì)胞分化的能力[12]。此外,Runx2能抑制脂肪的形成，引進(jìn)Runx2可防止脂肪細(xì)胞的分化，Runx2缺失軟骨細(xì)胞會(huì)自發(fā)分化成脂肪細(xì)胞。與此相反，過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ編碼基因可以通過(guò)物理相互作用抑制Runx2功能，抑制成骨細(xì)胞分化；實(shí)驗(yàn)證明利用Prrx1啟動(dòng)子早期啟動(dòng)間充質(zhì)細(xì)胞Runx2表達(dá)可誘導(dǎo)成骨細(xì)胞分化并且抑制軟骨細(xì)胞分化[13]。因此，Runx2在決定多能間充質(zhì)細(xì)胞分化中起著至關(guān)重要的作用，其表達(dá)促進(jìn)成骨細(xì)胞的分化，抑制脂肪細(xì)胞和軟骨細(xì)胞的分化。

2.3Sp7與骨發(fā)育 Sp7在骨發(fā)育過(guò)程中也具有重要作用，Sp7缺失小鼠成骨細(xì)胞完全缺失，而間充質(zhì)細(xì)胞豐富，可分化為軟骨細(xì)胞。此外，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Sp7缺失小鼠Runx2能在間充質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)，從而說(shuō)明Runx2是Sp7的上游基因，能直接調(diào)節(jié)Sp7表達(dá)[14]。經(jīng)典的Wnt信號(hào)對(duì)成骨細(xì)胞分化也至關(guān)重要，在敲除Ctnnb1基因的小鼠中，Ctnnb1基因在成骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞的祖細(xì)胞中被敲除，Runx2在軟骨膜中表達(dá)，但在成骨細(xì)胞中完全缺失，Sp7在這些小鼠中表達(dá)缺失，軟骨膜間充質(zhì)細(xì)胞和顱骨間充質(zhì)細(xì)胞分化為軟骨細(xì)胞,類似于Sp7缺失小鼠。使用Col2a1或Prrx1啟動(dòng)子環(huán)化重組酶Ctnnb1基因敲除小鼠也表現(xiàn)出相似的表型。以上說(shuō)明，骨祖細(xì)胞仍具有向成骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞分化的能力，Sp7和經(jīng)典Wnt信號(hào)抑制軟骨細(xì)胞分化，并使骨祖細(xì)胞直接向成骨細(xì)胞分化。此外，Sp7和Tcf7/Ctnnb1調(diào)控Runx2的增強(qiáng)子活性[15]。因此，Runx2、Sp7和經(jīng)典Wnt傳導(dǎo)相互調(diào)控，使間充質(zhì)細(xì)胞向成骨細(xì)胞方向分化，并抑制脂肪細(xì)胞和軟骨細(xì)胞分化。大量的成骨細(xì)胞祖細(xì)胞存在于Sp7缺失小鼠和Ctnnb1基因缺失小鼠,而不存在于Runx2缺失小鼠，說(shuō)明Runx2是骨祖細(xì)胞分化所必需的。與此相反，Notch信號(hào)通路可通過(guò)誘導(dǎo)與Runx2相互作用的轉(zhuǎn)錄抑制因子Hes和Hey蛋白來(lái)抑制Runx2的功能，從而抑制多能間充質(zhì)細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化，Notch信號(hào)還能促進(jìn)多能間充質(zhì)細(xì)胞增殖[16]。

3 Runx2在成骨細(xì)胞分化中的作用

利用2.3 kb Col1a1啟動(dòng)子過(guò)表達(dá)Runx2，初步檢測(cè)Runx2在成骨細(xì)胞分化中的功能。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)使用該啟動(dòng)子的Runx2轉(zhuǎn)基因小鼠出現(xiàn)骨質(zhì)疏松和多處骨折，成骨細(xì)胞成熟受到抑制，皮質(zhì)骨呈現(xiàn)編織骨結(jié)構(gòu)，骨吸收增強(qiáng)[17]。Runx2在成骨細(xì)胞祖細(xì)胞中表達(dá)，在成骨細(xì)胞未成熟時(shí)表達(dá)量最高，成骨細(xì)胞成熟時(shí)表達(dá)量下降[18]。然而，2.3 kb Col1a1啟動(dòng)子在成骨細(xì)胞中是活躍的，其活性在成熟成骨細(xì)胞中也較活躍，以上研究結(jié)果表明成骨細(xì)胞中強(qiáng)表達(dá)的Runx2抑制成骨細(xì)胞成熟[19]。因此，Runx2在成骨細(xì)胞早期分化中起促進(jìn)作用，在成骨細(xì)胞的成熟過(guò)程中起抑制作用。此外研究證明皮質(zhì)骨的骨吸收增強(qiáng)是由Runx2誘導(dǎo)的Tnfsf11基因的過(guò)表達(dá)和Tnfrsf11b基因抑制引起的，皮質(zhì)骨中骨細(xì)胞嚴(yán)重減少，提示Runx2負(fù)性調(diào)控成骨細(xì)胞向骨細(xì)胞的轉(zhuǎn)化。使用2.3 kb Col1a1啟動(dòng)子過(guò)表達(dá)Sp7也會(huì)導(dǎo)致骨形成減少、骨質(zhì)減少。然而，成骨細(xì)胞向骨細(xì)胞的轉(zhuǎn)化并未受抑制[20]。

使用在2.3 kb Col1a1啟動(dòng)子環(huán)化重組酶轉(zhuǎn)基因的Runx2條件敲除小鼠，進(jìn)一步檢測(cè)Runx2在成骨細(xì)胞分化中的功能。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Runx2的成骨細(xì)胞特異性缺失，其中Runx2外顯子4缺失的小鼠成骨細(xì)胞分化沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的差異，外顯子4缺失的Runx2編碼了與Cbfb進(jìn)行DNA結(jié)合的異二聚所必需的runt區(qū)域的一部分[21]。然而，具有成骨細(xì)胞特異性的小鼠若Runx2外顯子8缺失，會(huì)因骨形成減少而出現(xiàn)骨質(zhì)疏松癥，Runx2外顯子8缺失會(huì)產(chǎn)生一種不被截?cái)嗟腞unx2蛋白[22]。雖然外顯子4缺失和外顯子8缺失小鼠均使用來(lái)自相同來(lái)源的2.3 kb Col1a1啟動(dòng)子環(huán)化重組酶轉(zhuǎn)基因小鼠，但不能保證環(huán)化重組酶的表達(dá)水平相同,此外，兩組環(huán)化重組酶轉(zhuǎn)基因小鼠的背景不同,因此環(huán)化重組酶的不同背景或表達(dá)水平可能導(dǎo)致表型的差異。缺失外顯子8的截?cái)嗟鞍妆Ａ袅宿D(zhuǎn)錄激活的能力，其活性低于野生型Runx2[23],當(dāng)截?cái)嗟牡鞍邹D(zhuǎn)移到細(xì)胞核并與Runx結(jié)構(gòu)域結(jié)合時(shí)，可能會(huì)干擾Runx家族所有蛋白的功能。使用在2.3 kb Col1a1啟動(dòng)子控制下的環(huán)化重組酶轉(zhuǎn)基因小鼠有條件地敲除Runx3也會(huì)導(dǎo)致骨質(zhì)疏松,進(jìn)而說(shuō)明Runx2和Runx3在成骨方面具有相似的功能[24]。但是，Runx2在分化成骨細(xì)胞中的詳細(xì)作用尚需進(jìn)一步研究。

4 Runx2在軟骨細(xì)胞中的作用

野生型小鼠的生長(zhǎng)板由休眠層、增殖層、前肥大層、肥大層和終末肥大層共5層軟骨細(xì)胞組成，軟骨細(xì)胞在休眠層和增殖層中活躍增殖，進(jìn)一步分化為失去增殖能力的肥大軟骨細(xì)胞。休眠和增殖層軟骨細(xì)胞表達(dá)Col2a1，開(kāi)始成熟的前肥大軟骨細(xì)胞表達(dá)甲狀旁腺激素受體和Ihh，肥大軟骨細(xì)胞表達(dá)Ihh和血清X型膠原α1鏈，終末肥大軟骨細(xì)胞表達(dá)血清骨橋素、結(jié)合涎蛋白、基質(zhì)金屬蛋白酶13和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A[25]。終末肥大軟骨細(xì)胞層發(fā)生血管侵犯，生長(zhǎng)板逐漸被骨所取代。Runx2在休眠和增殖軟骨細(xì)胞層中表達(dá)較弱，在肥大前軟骨細(xì)胞層中表達(dá)上調(diào)，在肥大和終末肥大軟骨細(xì)胞層中表達(dá)進(jìn)一步上調(diào)，以上研究說(shuō)明Runx2在軟骨的成熟中發(fā)揮重要作用。

Runx2缺失小鼠骨骼由軟骨組成，軟骨細(xì)胞成熟紊亂。在大多數(shù)軟骨骨骼中，血清X型膠原α1鏈的表達(dá)嚴(yán)重降低，最終包括脛骨、腓骨、橈骨和尺骨在內(nèi)的受限骨骼部位，出現(xiàn)肥大軟骨細(xì)胞層礦化基質(zhì)[26]。Runx2在體外正向調(diào)節(jié)軟骨細(xì)胞的成熟，軟骨細(xì)胞Runx2的過(guò)表達(dá)加速軟骨細(xì)胞的成熟和軟骨內(nèi)成骨過(guò)程，Runx2的表達(dá)減少則減慢軟骨細(xì)胞的成熟和軟骨內(nèi)成骨過(guò)程。在Runx3缺失小鼠軟骨細(xì)胞成熟略推遲,Runx2缺失小鼠整個(gè)骨架完全阻塞。因此，Runx2和Runx3對(duì)于軟骨細(xì)胞的成熟必不可少，Runx2起主要作用，Runx3起次要作用。在前肥大軟骨細(xì)胞中，Runx2還能通過(guò)調(diào)控Ihh的表達(dá)，誘導(dǎo)甲狀旁腺激素樣激素的表達(dá)，進(jìn)而抑制Runx2的表達(dá)和軟骨細(xì)胞的成熟，形成負(fù)反饋調(diào)節(jié)[27]。在肥大軟骨細(xì)胞中，Runx2通過(guò)激活增強(qiáng)子調(diào)控血清X型膠原α1鏈的表達(dá)。在終末肥大軟骨細(xì)胞中，Runx2調(diào)控血清骨橋素、結(jié)合涎蛋白、基質(zhì)金屬蛋白酶13和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A的表達(dá)。Runx2還與Sp7相互作用，誘導(dǎo)基質(zhì)金屬蛋白酶13的表達(dá)，Runx2缺失小鼠完全不能通過(guò)Runx2誘導(dǎo)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A調(diào)控血管侵入到軟骨[28]。所以，Runx2在軟骨發(fā)育過(guò)程中是必需的，除能在前肥大軟骨細(xì)胞、肥大軟骨細(xì)胞、終末肥大軟骨細(xì)胞等層次發(fā)揮重要作用外，還在血管侵入軟骨中起決定作用。

5 Runx2與骨關(guān)節(jié)炎

細(xì)胞黏合素主要在永久性軟骨的軟骨細(xì)胞中表達(dá)，促進(jìn)關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞進(jìn)入軟骨內(nèi)成骨，軟骨細(xì)胞中Runx2過(guò)表達(dá)的小鼠，關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞中細(xì)胞黏合素缺失，在軟骨細(xì)胞中過(guò)表達(dá)的Runx2，明顯抑制小鼠所有軟骨的軟骨細(xì)胞中細(xì)胞黏合素的表達(dá)，因此，Runx2可通過(guò)調(diào)控細(xì)胞黏合素的表達(dá)影響軟骨細(xì)胞的分化。此外，Runx2誘導(dǎo)基質(zhì)金屬蛋白酶13和基質(zhì)金屬蛋白酶5的表達(dá)，破壞關(guān)節(jié)軟骨基質(zhì)。研究證明成年小鼠軟骨細(xì)胞中Runx2的敲除可以減弱實(shí)驗(yàn)性骨關(guān)節(jié)炎小鼠模型中骨關(guān)節(jié)炎的進(jìn)展[29]。Runx2和轉(zhuǎn)錄因子Cebpb協(xié)同誘導(dǎo)骨關(guān)節(jié)炎發(fā)育和基質(zhì)金屬蛋白酶13表達(dá)[30]。Runx2和基質(zhì)金屬蛋白酶13陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)量在人骨關(guān)節(jié)炎軟骨軟骨細(xì)胞中呈上升趨勢(shì)，Runx2通過(guò)促分裂原活化的蛋白激酶信號(hào)通路增強(qiáng)成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子2通路誘導(dǎo)的基質(zhì)金屬蛋白酶13的表達(dá)。SIRT1(sirtuin-1)是一種NAD依賴脫乙酰酶，在人骨關(guān)節(jié)炎軟骨的軟骨細(xì)胞中表達(dá)，調(diào)控Runx2和基質(zhì)金屬蛋白酶13的表達(dá)[31]。既往研究報(bào)道組蛋白去乙?；?水平降低，人類骨關(guān)節(jié)炎軟骨中Runx2、Ihh、基質(zhì)金屬蛋白酶13、血清X型膠原α1鏈的表達(dá)增加，Runx2、Ihh、基質(zhì)金屬蛋白酶13、血清X型膠原α1鏈、基質(zhì)金屬蛋白酶4、基質(zhì)金屬蛋白酶5的表達(dá)與組蛋白去乙酰化酶4的量呈負(fù)相關(guān)[32]。此外，Runx2基因位點(diǎn)中的兩個(gè)單核苷酸位點(diǎn)已被確定為骨關(guān)節(jié)炎易感位點(diǎn)[33]，目前公認(rèn)的軟骨細(xì)胞的成熟參與了骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)病機(jī)制，其中Runx2是致病基因之一。

6 Cbfb對(duì)Runx2的調(diào)控

研究表明Cbfb缺失小鼠會(huì)由于胎肝造血功能缺失而死亡，同時(shí)小鼠Runx2也缺失,表明Runx2表達(dá)需要Cbfb的參與,通過(guò)治療Cbfb缺失小鼠有缺陷的造血作用延長(zhǎng)其生存時(shí)間，從而證明Cbfb是骨骼發(fā)育、Runx2的有效DNA結(jié)合和Runx2的轉(zhuǎn)錄激活能力所必需的[34]。使用Sp7環(huán)化重組酶轉(zhuǎn)基因小鼠、Col2a1環(huán)化重組酶轉(zhuǎn)基因小鼠、Prrx1環(huán)化重組酶轉(zhuǎn)基因小鼠和Twist2環(huán)化重組酶轉(zhuǎn)基因小鼠條件敲除Cbfb，發(fā)現(xiàn)Cbfb是軟骨細(xì)胞增殖、成熟和成骨細(xì)胞分化所必需的[35]。此外，Cbfb通過(guò)抑制泛素化介導(dǎo)的降解，在Runx蛋白的穩(wěn)定中發(fā)揮重要作用。然而，不同Runx家族蛋白對(duì)Cbfb的依賴程度不同[36]，在顱骨和四肢軟骨組織中依賴水平為Runx1>Runx3>Runx2，肢體軟骨組織中的依賴水平高于顱骨。在Cbfb條件基因敲除使用Twist2 Cre敲入小鼠，Runx2缺失小鼠顱骨和鎖骨的發(fā)育受到嚴(yán)重干擾。然而,正常小鼠中Cbfb敲除其軟骨內(nèi)骨化只是嚴(yán)重延遲。因此，Cbfb對(duì)軟骨內(nèi)骨化的作用大于膜內(nèi)骨化作用，膜內(nèi)骨化相對(duì)軟骨內(nèi)骨化更需要Runx2參與[37]。

Cbfb通過(guò)選擇性剪接形成Cbfb1和Cbfb2兩個(gè)功能異構(gòu)體，Cbfb1缺失小鼠Cbfb2上調(diào),而Cbfb2缺失小鼠Cbfb1不存在,表明Cbfb1受Cbfb2的控制，而Cbfb1對(duì)軟骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞的分化以及Runx2的DNA結(jié)合更為有效[38]。因此，兩種亞型都具有不同效率的拮抗功能，能調(diào)節(jié)Runx2到合適的生理水平，從而在骨骼發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮重要作用。

7 小 結(jié)

骨代謝過(guò)程中Runx2、Sp7、Ihh、Wnt信號(hào)相互調(diào)節(jié)，引導(dǎo)多能間充質(zhì)細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化，抑制脂肪細(xì)胞和軟骨細(xì)胞分化。與此同時(shí)，Runx2是軟骨細(xì)胞成熟所必需的，Runx2和Ihh共同調(diào)節(jié)軟骨細(xì)胞的增殖和成熟。Runx2通過(guò)調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞的分化來(lái)增強(qiáng)骨形成，而通過(guò)降解引起骨關(guān)節(jié)炎，是骨關(guān)節(jié)炎的重要病因機(jī)制之一。綜上所述，Runx2在骨代謝中發(fā)揮重要作用，是骨關(guān)節(jié)炎形成的重要基因之一。Runx2是成骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞分化的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，其在轉(zhuǎn)錄和蛋白水平上的家族特異性調(diào)控對(duì)于骨質(zhì)疏松癥和骨關(guān)節(jié)炎的治療具有重要意義。