T細(xì)胞與骨代謝①

錢 治 仲澤遠(yuǎn) 崔元斌 錢 軍 禹寶慶（復(fù)旦大學(xué)附屬浦東醫(yī)院，上海市浦東醫(yī)院，上海201399）

骨形態(tài)發(fā)生和重建是成骨細(xì)胞合成骨基質(zhì)與破骨細(xì)胞協(xié)調(diào)骨吸收共同參與的骨內(nèi)平衡過程。成骨細(xì)胞來源于間充質(zhì)干細(xì)胞，破骨細(xì)胞來源于造血單核細(xì)胞∕巨噬細(xì)胞前體。破骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞活動間的不平衡由多種激素變化、炎癥或生長因子等的干預(yù)引起，從而導(dǎo)致骨骼異常，其特征是骨質(zhì)疏松癥（骨量減少）或骨硬化癥（骨量增多）［1］。

適應(yīng)性免疫的生理學(xué)功能有利于調(diào)節(jié)骨骼系統(tǒng)，然而在免疫功能失調(diào)等病理狀態(tài)下，如免疫缺陷病、感染性疾病的炎癥反應(yīng)等，骨骼系統(tǒng)會隨著免疫應(yīng)答做出相應(yīng)調(diào)整，從而導(dǎo)致骨質(zhì)疏松或骨折風(fēng)險增加等后果［2］。隨著年齡的增長，骨質(zhì)流失會自然發(fā)生，但在病理狀態(tài)下，如類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、骨關(guān)節(jié)病、強(qiáng)直脊柱炎及HIV∕AIDS等疾病會加快骨吸收，導(dǎo)致骨質(zhì)丟失［2-3］。生理狀態(tài)下，如絕經(jīng)后雌激素缺乏也會導(dǎo)致骨質(zhì)丟失繼而引起骨質(zhì)疏松［4］。以上疾病狀態(tài)導(dǎo)致骨丟失的特征都是破骨細(xì)胞的骨吸收強(qiáng)于成骨細(xì)胞的骨形成［2，5］。

骨免疫學(xué)是研究免疫系統(tǒng)和骨骼系統(tǒng)間關(guān)系的一門交叉性學(xué)科［6-7］。骨髓細(xì)胞作為中心造血器官在免疫系統(tǒng)中的作用很早就被認(rèn)識，然而T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答和免疫耐受在骨代謝性疾病中的作用并不明確［8］。過去免疫學(xué)方面的很多研究主要集中于胸腺、淋巴結(jié)、脾臟中的T∕B淋巴細(xì)胞等，被認(rèn)為是適應(yīng)性免疫的主要區(qū)域［9］。近期研究發(fā)現(xiàn)，骨髓細(xì)胞還可作為記憶性T細(xì)胞的主要聚集區(qū)［6］。隨著動物模型的應(yīng)用，很多現(xiàn)象和概念得以證實(shí)，從而被用來解釋人類骨代謝性疾病的機(jī)理?；诖?，本文綜述T細(xì)胞與骨相關(guān)細(xì)胞、內(nèi)分泌激素、骨代謝性疾病等的關(guān)系。

1 骨代謝概述

骨代謝或稱為骨重塑，包括骨合成與骨分解。是指各種生理∕機(jī)械應(yīng)力伴隨骨骼的不同功能適應(yīng)而產(chǎn)生的動態(tài)平衡結(jié)果。這種動態(tài)性導(dǎo)致破骨細(xì)胞與成骨細(xì)胞形成多模式相互作用。骨代謝通過在宿主體內(nèi)釋放鈣和磷，導(dǎo)致骨微結(jié)構(gòu)和骨的完整性恢復(fù)至新的平衡狀態(tài)［10-11］。實(shí)際上，骨代謝或骨重塑證實(shí)了成骨細(xì)胞介導(dǎo)的骨形成和破骨細(xì)胞介導(dǎo)的骨吸收之間的各個階段均受到調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)主要包括免疫系統(tǒng)對骨細(xì)胞的調(diào)節(jié)、骨骼的神經(jīng)內(nèi)分泌作用對破骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞的直接影響等［12］。雌激素或甲狀旁腺激素（parathyroid hormone，PTH）等激素的激活或微結(jié)構(gòu)的破壞可導(dǎo)致重塑信號的激活，進(jìn)一步促進(jìn)骨細(xì)胞凋亡，破骨細(xì)胞的活性增強(qiáng)，從而促進(jìn)骨的破壞［13］。破骨細(xì)胞凋亡導(dǎo)致的TGF-β水平降低，使破骨細(xì)胞的生成成倍增強(qiáng)。破骨細(xì)胞前體的激活是蛋白激酶（C∕A）和鈣信號傳導(dǎo)活性增加的結(jié)果，而鈣信號傳導(dǎo)主要負(fù)責(zé)骨吸收［14］。在骨重塑部位，由于各種內(nèi)分泌信號傳導(dǎo)或通過骨細(xì)胞使破骨細(xì)胞前體被成骨細(xì)胞募集。此時，成骨細(xì)胞過表達(dá)單核細(xì)胞化學(xué)趨化蛋白-1，導(dǎo)致RANKL誘導(dǎo)的破骨細(xì)胞生成上調(diào)。RANKL主要負(fù)責(zé)將破骨細(xì)胞前體分化和增殖為多核破骨細(xì)胞，從而延長成熟破骨細(xì)胞壽命。由于破骨細(xì)胞與骨表面整合素結(jié)合位點(diǎn)（αvβ3整合素分子）的持續(xù)黏附，導(dǎo)致出現(xiàn)一個稱為“密封區(qū)”的孤立環(huán)境［1，14］。引起這種偶聯(lián)現(xiàn)象及促進(jìn)骨骼形成向骨骼吸收的這種轉(zhuǎn)變的不同機(jī)制一直是爭議的話題，因?yàn)檩^早的研究報告，骨骼充當(dāng)這些偶聯(lián)分子的儲存庫，并在不同的步驟中相應(yīng)地釋放它們［15］。在逆轉(zhuǎn)階段，成骨細(xì)胞前體分化并分泌導(dǎo)致新骨表面發(fā)育的各種分子。在此階段，MSC將各種因子（如IGF-Ⅰ∕Ⅱ和TGF-β）募集到骨吸收部位。最后，為了獲得新形成骨骼的最終形狀，羥基磷灰石被整合在這些新近形成的類骨質(zhì)中［1］。當(dāng)通過骨細(xì)胞發(fā)起的信號在骨形成和骨吸收之間達(dá)到平衡時，骨重塑進(jìn)入終止階段。重塑周期結(jié)束時，硬化蛋白表達(dá)的喪失促使破骨細(xì)胞生成。成熟的成骨細(xì)胞恢復(fù)為骨質(zhì)或經(jīng)歷凋亡后分化為骨細(xì)胞。為了保持骨骼結(jié)構(gòu)的完整性，皮質(zhì)骨或骨小梁都需要不斷重塑，包括修復(fù)由于正常磨損而產(chǎn)生的各種微裂紋［16］。因此，骨骼修復(fù)是骨骼重塑的重要一環(huán)，發(fā)育和維持其作為宿主鈣庫的功能。

2 T細(xì)胞與骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞及破骨細(xì)胞

骨骼是一種動態(tài)器官，在機(jī)體的整個生命過程中處于不斷改建或重塑的狀態(tài)。整個骨改建過程在骨細(xì)胞（骨重構(gòu)的細(xì)胞）、成骨細(xì)胞（骨形成的細(xì)胞）和破骨細(xì)胞（骨吸收的細(xì)胞）的協(xié)調(diào)配合下有條不紊地進(jìn)行［17］。成骨細(xì)胞起源于骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞［10］。Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2和靶基因Sp7轉(zhuǎn)錄因子負(fù)責(zé)間充質(zhì)干細(xì)胞向成骨細(xì)胞方向轉(zhuǎn)化。此外，Wnt信號通路在成骨細(xì)胞的轉(zhuǎn)化形成中也發(fā)揮了重要作用，有研究指出，T細(xì)胞可促進(jìn)激活Wnt信號通路［9］。骨細(xì)胞是由成骨細(xì)胞在堿性磷酸酶作用下骨基質(zhì)中沉淀而形成［9］。破骨細(xì)胞是負(fù)責(zé)骨吸收的多核細(xì)胞。巨噬細(xì)胞集落刺激因子（macrophage colony stimulating factor，M-CSF）是破骨細(xì)胞增殖必需的細(xì)胞因子，其與活化NF-κB受體的配體（receptor activator of nuclear factor κB ligand，RANKL）通過腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子-6（tumor necrosis factor receptor association factor，TRAF-6）負(fù)責(zé)破骨細(xì)胞的誘導(dǎo)和分化［18］。為了維持骨的完整性，成骨細(xì)胞的骨形成和破骨細(xì)胞的骨吸收需要保持在一個相對平衡的狀態(tài)［13，19］。

腫瘤壞死因子超家族分子RANKL、TNF相關(guān)活化誘導(dǎo)的細(xì)胞因子（TRANCE）、破骨細(xì)胞分化因子（ODF）、TNFSF11及其受體RANK（TNFRSF11A）是骨重建和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞∕樹突狀細(xì)胞信號傳遞、淋巴結(jié)形成的關(guān)鍵調(diào)控因子［20］?；罨疶細(xì)胞產(chǎn)生RANKL直接控制破骨細(xì)胞的生成和骨改建。通過骨保護(hù)素（OPG，TNFRSF11B）抑制RANKL功能，可預(yù)防絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥和癌癥轉(zhuǎn)移中的骨質(zhì)流失，并阻斷各種關(guān)節(jié)炎模型的骨質(zhì)流失［1，21］。4-1BB是一種T細(xì)胞共刺激分子和TNF受體家族成員，其不僅在天然免疫相關(guān)的各種反應(yīng)中發(fā)揮作用，在骨代謝中也發(fā)揮作用。研究發(fā)現(xiàn)，RANKL誘導(dǎo)的野生型BMM細(xì)胞比4-1BB缺乏的BMM細(xì)胞中表達(dá)更多的IL-10。當(dāng)4-1BBL被4-1BB-Fc溶解蛋白刺激后，BMM細(xì)胞中IL-10的表達(dá)明顯增加。通過4-1BBL信號，4-1BB和4-1BBL相互作用刺激產(chǎn)生IL-10［22］。因此，在破骨細(xì)胞的形成中，4-1BBL起確定性作用，4-1BB敲除小鼠的破骨細(xì)胞水平增加可能很大程度上與IL-10的低水平有關(guān)。

Ⅱ型干擾素IFN-γ是活化Th細(xì)胞的重要產(chǎn)物，對破骨細(xì)胞的作用主要通過抗原驅(qū)動T細(xì)胞活化來實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)表明，IFN-γ對破骨細(xì)胞的影響可直接以破骨前體細(xì)胞作為目標(biāo)鈍化破骨細(xì)胞的形成，也可間接通過破骨相關(guān)因子RANKL和TNF-γ刺激抗原依賴T細(xì)胞活化和T細(xì)胞分泌來促進(jìn)破骨細(xì)胞的形成和骨丟失。小鼠模型實(shí)驗(yàn)表明，IFN-γ在LPS、感染和去卵巢等條件下可沉默T細(xì)胞中的TGF-β信號從而刺激骨吸收和骨質(zhì)流失。在雌激素缺乏、感染和炎癥的情況下，TFN-γ對這兩種相反力量的作用結(jié)果是偏向于骨吸收的，也就是促進(jìn)破骨細(xì)胞的形成及骨吸收［23］。

綜上，T細(xì)胞對成骨細(xì)胞形成具有抑制作用，而活化T細(xì)胞對破骨細(xì)胞具有促進(jìn)作用。TNF和IFN-γ需通過抗原驅(qū)動T細(xì)胞活化從而發(fā)揮對破骨細(xì)胞的影響。

3 T細(xì)胞與內(nèi)分泌激素

3.1 T細(xì)胞與雌激素 雌激素是人類骨骼新陳代謝的主要的調(diào)節(jié)器，對骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞的直接作用分別為抑制骨重構(gòu)、減少骨吸收和保持骨形成［24］。雌激素同樣是成骨∕骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的T細(xì)胞調(diào)節(jié)器［19，25］。

雌激素缺乏導(dǎo)致的骨丟失，一定程度上是IL-7降低導(dǎo)致的T細(xì)胞產(chǎn)生增多所致。實(shí)驗(yàn)證明，小鼠卵巢切除術(shù)（OVX）后刺激IL-7釋放減少，使骨髓來源的祖細(xì)胞刺激胸腺依賴性和胸腺非依賴性成熟T細(xì)胞的外周擴(kuò)張，從而使T淋巴生成失調(diào)并導(dǎo)致骨丟失［26］。因此，IL-7是上游的關(guān)鍵靶點(diǎn)，雌激素通過IL-7調(diào)節(jié)造血和免疫功能，對維持骨平衡至關(guān)重要。

雌激素缺乏可通過IFN-γ誘導(dǎo)的Ⅱ型反式激活因子引起T細(xì)胞增殖和壽命增加，導(dǎo)致骨丟失。研究顯示，卵巢切除術(shù)后，Ⅱ型反式激活因子的上調(diào)源于Th-1細(xì)胞介導(dǎo)的IFN-γ增加，導(dǎo)致巨噬細(xì)胞分泌IL-12和IL-18增加［25］。上調(diào)的IFN-γ介導(dǎo)的反式激活因子導(dǎo)致巨噬細(xì)胞抗原提呈增加，增強(qiáng)T細(xì)胞活化，延長了活化T細(xì)胞的壽命［27］。因此，IFN-γ誘導(dǎo)的Ⅱ型反式激活因子表達(dá)的增加與T細(xì)胞增殖和壽命的增強(qiáng)對雌激素缺乏導(dǎo)致的骨丟失至關(guān)重要。

卵巢切除后雌激素缺乏誘導(dǎo)的骨丟失與骨髓T細(xì)胞和間充質(zhì)細(xì)胞SCs等破骨細(xì)胞相關(guān)因子產(chǎn)生增加相關(guān)，由T細(xì)胞受體CD40L促使成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的形成失調(diào)導(dǎo)致。研究發(fā)現(xiàn)，T細(xì)胞共刺激分子CD40L有利于間充質(zhì)細(xì)胞SCs擴(kuò)增，促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖和分化，調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞形成因子M-CSF、RANKL及OPG產(chǎn)生，并上調(diào)破骨細(xì)胞形成。CD40L對卵巢切除術(shù)后T細(xì)胞的活化和刺激TNF的產(chǎn)生也是必需的，在缺乏T細(xì)胞或CD40L的小鼠中不能形成骨丟失和增加骨吸收［13］。由此可見，CD40L介導(dǎo)的T細(xì)胞與SCs間的串?dāng)_在OVX小鼠成骨細(xì)胞與破骨細(xì)胞的失調(diào)中具有雙重作用。

雌激素缺乏可誘導(dǎo)骨髓上調(diào)TNF產(chǎn)生的T細(xì)胞，促使骨丟失發(fā)生。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，T細(xì)胞是體內(nèi)雌激素缺乏導(dǎo)致的骨丟失的重要機(jī)制。卵巢切除后可促進(jìn)骨髓源性T細(xì)胞產(chǎn)生TNF，而不改變每個T細(xì)胞TNF的產(chǎn)生。卵巢切除誘導(dǎo)的骨丟失模型的快速建立在野生型小鼠中可以實(shí)現(xiàn)，而在TNF敲除的小鼠中卻沒有形成。而且，卵巢切除誘導(dǎo)的骨丟失在T細(xì)胞缺失的裸鼠中是缺失的，可通過野生型小鼠的過繼性轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)，卻不能通過T細(xì)胞源性TNF敲除的小鼠得以重建［3］。因此，雌激素缺乏導(dǎo)致的骨丟失與T細(xì)胞產(chǎn)生的TNF存在因果關(guān)聯(lián)。T細(xì)胞產(chǎn)物TNF的上調(diào)導(dǎo)致骨髓T細(xì)胞數(shù)量的增加是體內(nèi)雌激素缺乏誘導(dǎo)骨丟失的關(guān)鍵機(jī)制。

由此得出，雌激素對于人體骨骼系統(tǒng)及免疫系統(tǒng)具有重要作用，雌激素的缺乏可通過降低IL-7、上調(diào)IFN-γ及TNF等誘發(fā)T細(xì)胞增殖，引起骨丟失，導(dǎo)致骨質(zhì)疏松發(fā)生。

3.2 T細(xì)胞與甲狀旁腺激素 甲狀旁腺激素（parathyroid hormone，PTH）可通過骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞和成骨細(xì)胞系加強(qiáng)骨代謝，而T細(xì)胞則通過CD40L信號加強(qiáng)PTH誘導(dǎo)皮質(zhì)骨丟失［16］。有研究者用T細(xì)胞缺失的小鼠模型，以PTH持續(xù)給藥的方式模擬甲狀腺功能亢進(jìn)癥，并不能誘導(dǎo)破骨細(xì)胞形成及骨吸收和皮質(zhì)骨丟失等效［28］。T細(xì)胞為SCs提供了增殖和生存活性，通過CD40L增強(qiáng)了其敏感性。T細(xì)胞缺失或T細(xì)胞表達(dá)的CD40L遲鈍后，PTH分解代謝的活性降低了骨髓間充質(zhì)細(xì)胞及RANKL∕OPG的數(shù)量，并降低破骨細(xì)胞活性［23］。因此，在甲狀旁腺機(jī)能亢進(jìn)的過程中，T細(xì)胞發(fā)揮了非常重要的雙重功能，正如其可通過CD40L影響SCs的增殖、壽命和功能。

T淋巴細(xì)胞通過Wnt10b信號通路增強(qiáng)了甲狀旁腺激素PTH的合成代謝活性。研究發(fā)現(xiàn)，T細(xì)胞促進(jìn)骨髓CD8+T細(xì)胞產(chǎn)生Wnt10b的產(chǎn)物，有利于淋巴細(xì)胞激活經(jīng)典的成骨細(xì)胞Wnt信號通路。為了應(yīng)對PTH，T細(xì)胞缺失的小鼠顯示成骨細(xì)胞Wnt信號通路減弱及成骨細(xì)胞募集、增殖、分化和壽命下調(diào)，其結(jié)果是骨小梁的合成減弱和長度的不增加［29］。小鼠T細(xì)胞Wnt10b的缺失促使淋巴細(xì)胞Wnt10b和PTH無合成活性［30］。因此，T細(xì)胞介導(dǎo)的成骨細(xì)胞的Wnt信號通路在PTH增加骨的強(qiáng)度和長度中發(fā)揮雙重作用。

特立帕肽是PTH的活性片段（PTH 1-34，C181H291N55O51S2），是骨質(zhì)疏松癥骨合成代謝的治療藥物。其34個氨基酸序列與人體PTH的N端氨基酸序列一致，保持了PTH完整的生物活性［17］。通過間歇性PTH（iPTH）給藥方式在小鼠中建模，觀察發(fā)現(xiàn)特立帕肽和iPTH使小鼠中調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）數(shù)量增加2倍［17］。因此，通過誘導(dǎo)iPTH來增加Treg的數(shù)量是PTH發(fā)揮其骨合成代謝活性的重要機(jī)制。

以上研究表明，PTH可通過增加Treg細(xì)胞數(shù)量作用于成骨細(xì)胞，促進(jìn)骨形成。

4 T細(xì)胞與骨代謝性疾病

4.1 T細(xì)胞與類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎 類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（rheumatoid arthritis，RA）是以多個關(guān)節(jié)浸潤和系統(tǒng)性骨質(zhì)疏松為特征性的自身免疫性疾病，以炎癥性滑膜炎為特征，伴有關(guān)節(jié)軟骨和骨的破壞。T淋巴細(xì)胞活化是RA的標(biāo)志，并以CD28作為效應(yīng)接收器［31］。

細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4-Ig（cytotoxic T lymphocyte antigen 4-Ig，CTLA4-Ig）共刺激物CD28抑制劑可促進(jìn)骨的合成代謝，改善骨質(zhì)疏松。有研究者用C57BL6小鼠建立RA模型，以CTLA4-Ig治療，發(fā)現(xiàn)CD28 T細(xì)胞共刺激分子可顯著促進(jìn)骨形成和增加骨微結(jié)構(gòu)，同時促進(jìn)了T細(xì)胞中合成代謝因子Wnt10b的 分 泌［32］。因 此，CTLA4-Ig共 刺 激 物CD28抑制劑促進(jìn)了T細(xì)胞Wnt10b的產(chǎn)生和骨形成，同時在骨質(zhì)疏松狀態(tài)下可促進(jìn)骨形成的合成代謝。

衰老的T細(xì)胞在RA模型中可促進(jìn)骨丟失。T淋巴細(xì)胞的衰老與類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎間是否相關(guān)目前尚未明確，但衰老CD4+T細(xì)胞的堆積（聚集）是類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的重要標(biāo)志［19］。有研究者通過雙能X線檢查發(fā)現(xiàn)，相較于正常人群和非類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的病人，RA患者骨量減少的同時出現(xiàn)了CD4+CD28-細(xì)胞匯聚現(xiàn)象。相較于CD28+細(xì)胞，CD4+CD28-細(xì)胞中RANKL高表達(dá)，以IL-15刺激可出現(xiàn)RANKL表達(dá)上調(diào)，其中在CD28-細(xì)胞中尤其明顯［31］。因此，CD4+CD28-細(xì)胞比CD28+細(xì)胞更能促進(jìn)破骨細(xì)胞形成。

RA滑膜組織產(chǎn)生多種細(xì)胞因子和生長因子，可增加破骨細(xì)胞的形成、活性和存活率，包括IL-1α、IL-1β、TNF-α、IL-11、IL-17和M-CSF［31］。RANKL是破骨細(xì)胞分化和增強(qiáng)T細(xì)胞∕樹突狀細(xì)胞協(xié)同作用的重要因素。RA滑膜的CD4+T細(xì)胞和滑膜成纖維細(xì)胞是RANKL的來源［33］。此外，骨保護(hù)素（osteoprotegerin，OPG）是RANKL的誘餌受體，通過阻滯可保護(hù)骨骼不受破壞［21］。有研究者使用血清轉(zhuǎn)移模型在RANKL敲除小鼠體內(nèi)形成關(guān)節(jié)炎，盡管炎癥仍在持續(xù)，但通過Micro-CT和病理學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，關(guān)節(jié)炎RANKL敲除小鼠和對照組小鼠均出現(xiàn)軟骨損傷，RANKL敲除小鼠軟骨損傷較輕，且骨侵蝕程度與對照組相比顯著降低［33］。

綜上，CD4+T細(xì)胞是RA的炎癥性滑膜炎形成、軟骨及骨破壞的關(guān)鍵因素，且衰老CD4+T細(xì)胞作用更甚。CTLA4-Ig對緩解骨質(zhì)破壞具有積極作用。因此，動態(tài)檢測CD4+T細(xì)胞與CTLA4-Ig指標(biāo)可為RA的診斷及治療提供一定的實(shí)驗(yàn)室支持。

4.2 T細(xì)胞與骨關(guān)節(jié)炎OA是一種退行性病變，系由于增齡、肥胖、勞損、創(chuàng)傷、關(guān)節(jié)先天性異常、關(guān)節(jié)畸形等諸多因素引起的關(guān)節(jié)軟骨退化損傷、關(guān)節(jié)邊緣和軟骨下骨反應(yīng)性增生，又稱骨關(guān)節(jié)病、退行性關(guān)節(jié)炎等。臨床表現(xiàn)為緩慢發(fā)展的關(guān)節(jié)疼痛、壓痛、僵硬、關(guān)節(jié)腫脹、活動受限和關(guān)節(jié)畸形等［34］。

活化T細(xì)胞通過RANKL與其誘餌受體骨OPG調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)炎中骨丟失和關(guān)節(jié)破壞。骨改建和骨丟失被TNF家族分子RANKL和其誘餌受體OPG控制在一個相對平衡狀態(tài)［21］。此外，OPG調(diào)節(jié)淋巴結(jié)器官形成、免疫系統(tǒng)T淋巴細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞的發(fā)展和相互作用。RANKL在軟骨細(xì)胞、成骨前體細(xì)胞、成熟的成骨細(xì)胞中表達(dá)［21］。OPG在T細(xì)胞中的表達(dá)受抗原受體募集，說明活化T細(xì)胞可通過OPG和RANKL影響骨代謝。體內(nèi)T細(xì)胞的系統(tǒng)性激活將導(dǎo)致RANKL介導(dǎo)的破骨細(xì)胞形成和骨丟失。在T細(xì)胞依賴性的小鼠關(guān)節(jié)炎模型中，通過骨保護(hù)素阻斷RANKL可防止骨和軟骨的破壞，但不能抑制炎癥［35］。因此，T細(xì)胞活化可導(dǎo)致RANKL的產(chǎn)生和骨丟失。

異常的T細(xì)胞免疫促進(jìn)炎癥細(xì)胞因子如TNF-α的異常表達(dá)，導(dǎo)致自身免疫性關(guān)節(jié)炎中破骨細(xì)胞介導(dǎo)的骨侵蝕和骨質(zhì)疏松形成。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，破骨前體細(xì)胞通過誘導(dǎo)一種RANK的共刺激受體成對Ig樣受體A（paired Ig-like receptor-A，PIR-A），促進(jìn)破骨細(xì)胞形成并使得TNF-α有利于炎癥性骨丟失［15］。

由上可知，在骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)病過程中，活化T細(xì)胞或異常T細(xì)胞的免疫應(yīng)答可誘發(fā)關(guān)節(jié)炎中的骨丟失和骨破壞。根據(jù)T細(xì)胞的狀態(tài)可判斷骨關(guān)節(jié)炎的骨侵蝕和骨丟失情況，為進(jìn)一步治療提供參考。

4.3 T細(xì)胞與骨質(zhì)疏松癥 骨質(zhì)疏松癥（osteoporosis，OP）是由于破骨細(xì)胞的骨吸收超過了成骨細(xì)胞的骨形成所導(dǎo)致的骨丟失的一種很常見疾病，是機(jī)體內(nèi)骨平衡狀態(tài)被打破后的一種骨代謝性疾病［7］。臨床上OP的定義為骨礦物質(zhì)密度（BMD）T值≤?2.5個標(biāo)準(zhǔn)差［36］。分子生物學(xué)上OP是指由于骨礦物質(zhì)密度和骨微結(jié)構(gòu)完整性改變，從而導(dǎo)致骨的負(fù)荷減小及骨折風(fēng)險增加的一種疾病狀態(tài)［37］。

骨重塑是骨細(xì)胞和骨髓細(xì)胞間相互作用的動態(tài)平衡過程。來源于骨髓的淋巴細(xì)胞及其亞組在骨重塑過程中發(fā)揮很重要作用。T細(xì)胞中具有代表性的是CD4+T和CD8+T細(xì)胞［38］。CD4+T細(xì)胞在免疫的功能和維持上發(fā)揮很重要作用，可幫助B細(xì)胞產(chǎn)生抗體和其他免疫細(xì)胞的功能［9］。天然CD4+T細(xì)胞可在適宜環(huán)境刺激下分化為Th1、Th2、Th9、Th17、Th22、Treg、濾泡輔助性T細(xì)胞TFH等［39］。Th17主要負(fù)責(zé)啟動和刺激骨吸收，而Treg則與抑制骨吸收有關(guān)。因此，并不是所有T細(xì)胞都與破骨細(xì)胞的發(fā)生相關(guān)［37］。近期研究表明，CD8+T細(xì)胞具有骨保護(hù)作用，可以抑制骨丟失［38］。CD8+T細(xì)胞抑制破骨細(xì)胞的發(fā)生是通過分泌可溶性的因子，如OPG和IFN-γ來調(diào)節(jié)骨密度［40］。在不同的病理和炎癥狀態(tài)下，活化T細(xì)胞通過RANKL和TNF-α促進(jìn)骨質(zhì)破壞，可以耗竭CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞，導(dǎo)致OPG的產(chǎn)生降低［38］。很多研究發(fā)現(xiàn)，T細(xì)胞缺失的裸鼠的骨密度保持在正常或較高的水平［41］。因此，T細(xì)胞對骨改建具有重要作用。

T輔助細(xì)胞（Th）亞群（Th1∕Th2∕Th17）和Treg的不平衡有助于OP的發(fā)病機(jī)制。據(jù)報道，Th17∕Treg平衡受損可導(dǎo)致炎癥性疾病的發(fā)生。有研究者用雙磷酸鹽治療OP患者，發(fā)現(xiàn)經(jīng)治療的OP患者血漿IL-6、IL-17、IL-23和IFN-γ均顯著降低，IL-4、IL-10、TGF-β和IL-12水平較對照組升高。由此推測，Th17細(xì)胞因子級聯(lián)（IL-6、IL-17和IL-23）的顯著減少和Treg細(xì)胞因子級聯(lián)（IL-10和TGF-β）的升高是由Th17∕Treg失衡所致［42］。雌激素缺乏導(dǎo)致的OP可能與Th1∕Th2細(xì)胞有關(guān)。有研究者將小鼠分為年輕組（Young）、假手術(shù)組（Sham）、去卵巢組（OVX）和自然衰老組（Aging），使用不同劑量的Catalpol或?qū)φ掌愤M(jìn)行處理，結(jié)果表明，BMD、E2水平與Th2亞群比例呈正相關(guān)，與Th1亞群比例、Th1∕Th2呈負(fù)相關(guān)。Catalpol促進(jìn)Th2特異性轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)，抑制Th1相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)［43］。Th17細(xì)胞是Th細(xì)胞的一個新的亞群，可選擇性地分泌幾種促炎細(xì)胞因子，尤其是IL-17［44］。已證實(shí)Th17細(xì)胞對炎癥性疾病動物模型的破骨細(xì)胞生成具有促進(jìn)作用，并可加速骨質(zhì)流失。靶向Th17細(xì)胞或IL-17可抑制RA的骨吸收［45］。因此，推測Th17細(xì)胞可能是治療骨質(zhì)疏松癥的潛在靶點(diǎn)［46］。最近研究發(fā)現(xiàn)，Treg可通過分泌TGF-β、IL-10、IL-4和CTLA-4調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞分化［47］。CTLA-4可通過介導(dǎo)應(yīng)答T細(xì)胞阻斷體內(nèi)外依賴性CD80和CD86共刺激分子的產(chǎn)生，降低對Treg抑制的敏感性，從而促進(jìn)破骨細(xì)胞的凋亡［48］。Treg介導(dǎo)免疫抑制功能，如自身免疫。研究表明Treg可分泌外泌體，發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用，并參與感染免疫、器官移植、超敏反應(yīng)、自身免疫病及腫瘤的發(fā)生與發(fā)展［49］。Treg也可以影響非免疫過程，如骨內(nèi)穩(wěn)態(tài)［50］。因此，Treg可在體外和體內(nèi)抑制破骨細(xì)胞分化。

綜合上述，CD4+T、Th1、Th1∕Th2、Th17等增多會增強(qiáng)破骨細(xì)胞活性，而CD8+T細(xì)胞、Treg、CTLA-4等增多則有抑制破骨細(xì)胞的作用。因此，動態(tài)檢測CD4+T、CD8+T、Th1∕Th2、Th17、Treg等指標(biāo)可對明確OP的診斷及治療提供客觀的實(shí)驗(yàn)室證據(jù)。

5 總結(jié)

T淋巴細(xì)胞對骨骼系統(tǒng)的影響是多元且復(fù)雜的。其對研究者認(rèn)識和研究骨代謝疾病提供了一種新的方法和途徑，也為骨免疫學(xué)的發(fā)展指明方向。本綜述從細(xì)胞層面、激素層面及骨代謝疾病層面分析了T淋巴細(xì)胞的雙重作用。然而，骨代謝性疾病的研究層次尚淺，從有限的疾病模型中雖然看到了一些現(xiàn)象，但更深入的機(jī)制探討仍任重道遠(yuǎn)。輔助性T淋巴細(xì)胞中的部分亞群對骨代謝具有一定作用，但是否所有亞群都有作用；目前沒有報道的亞群是否同樣存在一正一反的雙重作用；T細(xì)胞的研究主要集中在破骨細(xì)胞方面，對成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、骨細(xì)胞等的研究仍缺乏進(jìn)一步報道。雖然T細(xì)胞與骨代謝性疾病的相互關(guān)系尚缺乏深入研究，但通過不同的骨代謝性疾病模型的研究，已初見T細(xì)胞在骨代謝中的端倪，通過改變骨代謝疾病中T細(xì)胞及其亞群的表達(dá)水平，或改變T細(xì)胞或其亞群的表達(dá)而誘導(dǎo)骨代謝相關(guān)基因或信號的改變，進(jìn)而誘導(dǎo)骨代謝相關(guān)生物學(xué)行為的改變，都將成為臨床治療骨代謝性疾病的新思路。深入研究T細(xì)胞及其亞群的基因調(diào)控或信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等在骨代謝疾病中的作用，有助于闡明骨吸收或骨形成的機(jī)制，為骨代謝性疾病的研究或治療拓寬思路。