骨質(zhì)疏松相關(guān)骨免疫學(xué)進(jìn)展

張慎啟 石磊 李文金，4 劉軍川 薛慶云

(1北京醫(yī)院骨科 國家老年醫(yī)學(xué)中心 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院老年醫(yī)學(xué)研究院，北京 100730；2中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院研究生院；3山東棗莊市立醫(yī)院關(guān)節(jié)與運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)科;4北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部)

骨質(zhì)疏松嚴(yán)重影響著國民生活質(zhì)量，加重國家醫(yī)療負(fù)擔(dān)。近年來在內(nèi)分泌學(xué)機(jī)制的基礎(chǔ)上，有學(xué)者提出“骨免疫學(xué)”概念。骨代謝的關(guān)鍵分子途徑：核因子(NF)-κ B受體活化因子配體(RANKL)/NF-κ B受體激活蛋白(RANK)/骨保護(hù)素(OPG)的發(fā)現(xiàn)，使免疫與骨之間的關(guān)系得以證實(shí)。RANKL(tnfsf11)和RANK(tnfrsf11a)是一對(duì)受體/配體，成骨細(xì)胞釋放的RANKL與破骨細(xì)胞表面的RANK結(jié)合后通過NF-κB途徑、c-Jun氨基末端激酶(JNK)途徑、蛋白激酶B(Akt)途徑等促進(jìn)破骨細(xì)胞的分化和激活。OPG由tnfrsf11b基因編碼，可競爭性抑制RANK與RANKL的結(jié)合〔1〕。RANKL主要由骨基質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生〔2〕，多為膜結(jié)合型，也可脫落形成可溶性蛋白〔3〕。RANK與RANKL主要在B細(xì)胞和活化的T淋巴細(xì)胞上表達(dá)。在體外， Janus激酶(JAK)1/2抑制劑可通過抑制成骨細(xì)胞中RANKL的表達(dá)來抑制破骨細(xì)胞的生成〔4〕。目前認(rèn)為，一系列免疫因子和免疫細(xì)胞通過RANKL/RANK/OPG途徑在調(diào)節(jié)骨細(xì)胞發(fā)育和骨轉(zhuǎn)換中起著重要作用〔5〕。本文對(duì)近年來骨免疫學(xué)領(lǐng)域的新發(fā)現(xiàn)及觀點(diǎn)進(jìn)行綜述。

1 骨代謝相關(guān)免疫細(xì)胞

1.1B淋巴細(xì)胞 B細(xì)胞能產(chǎn)生兩種對(duì)骨代謝至關(guān)重要的細(xì)胞因子：RANKL及其生理抑制劑OPG〔6〕。RANKL促進(jìn)破骨細(xì)胞分化、成熟和活化，并通過促進(jìn)骨吸收導(dǎo)致骨質(zhì)疏松〔7〕。而OPG是RANKL的可溶性受體，與RANKL結(jié)合從而阻斷RANKL與RANK的結(jié)合，消除RANKL對(duì)破骨細(xì)胞的作用〔8〕。研究表明B細(xì)胞直接參與骨吸收的調(diào)節(jié)，并且是OPG的主要來源，約占總骨髓OPG產(chǎn)生量的60%以上。單純就分泌OPG能力來講，漿細(xì)胞大約是成熟B細(xì)胞的6倍，但考慮到漿細(xì)胞數(shù)量有限，目前普遍認(rèn)為其占OPG分泌總量的1/5左右。小鼠實(shí)驗(yàn)中，B細(xì)胞發(fā)育缺陷的小鼠可因缺乏破骨細(xì)胞而引起骨硬化〔9〕。而Li等〔10〕發(fā)現(xiàn)B細(xì)胞敲除小鼠表現(xiàn)為骨質(zhì)疏松表型，這是破骨細(xì)胞骨吸收增強(qiáng)的結(jié)果。檢測(cè)其骨髓中的RANKL/OPG比率，發(fā)現(xiàn)OPG的mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)存在特異性缺陷，另外由HIV誘導(dǎo)的B細(xì)胞功能障礙也導(dǎo)致了明顯的骨丟失〔11〕。目前認(rèn)為，B細(xì)胞表達(dá)OPG降低、RANKL增加，導(dǎo)致RANKL/OPG比例失衡，是HIV感染的動(dòng)物模型和人類體內(nèi)骨質(zhì)流失的主要原因〔12〕。有實(shí)驗(yàn)證實(shí)，靜息的B細(xì)胞并不能產(chǎn)生大量的RANKL，但活化的B細(xì)胞是其重要的來源，特別是在炎癥狀態(tài)下〔13〕。OPG在衰老過程中增加，但不能完全抵消內(nèi)源性RANKL的增加。成骨細(xì)胞和B細(xì)胞是生理性O(shè)PG的重要來源，但成骨細(xì)胞OPG的產(chǎn)生隨著年齡的增長而下降，表明在衰老過程中OPG的升高可能是B細(xì)胞功能變化的結(jié)果。有實(shí)驗(yàn)證實(shí)〔14〕，B細(xì)胞可導(dǎo)致衰老過程中OPG的濃度升高，以抵消年齡相關(guān)的過度骨吸收，隨著年齡的增長，B細(xì)胞的丟失可能進(jìn)一步導(dǎo)致OPG相對(duì)于RANKL的失衡，后者可導(dǎo)致年齡相關(guān)的骨丟失。B細(xì)胞對(duì)骨的影響由骨代謝的幾種關(guān)鍵細(xì)胞因子調(diào)節(jié)因子介導(dǎo)，包括炎癥細(xì)胞因子如腫瘤壞死因子(TNF)-α和干擾素(IFN)-γ，它們與絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松的骨丟失密切相關(guān)〔15，16〕。另有報(bào)道稱，B細(xì)胞上也可表達(dá)RANKL的受體：RANK〔17〕。同時(shí)，B細(xì)胞表達(dá)的RANKL可反過來促進(jìn)B細(xì)胞的增殖。RANKL缺陷小鼠的B細(xì)胞發(fā)育受損，也提示其調(diào)節(jié)了B細(xì)胞的發(fā)育〔18〕。RANKL和OPG在骨和免疫系統(tǒng)中都發(fā)揮著重要作用，說明骨骼和免疫的交叉點(diǎn)〔6〕。

1.2T淋巴細(xì)胞 T淋巴細(xì)胞對(duì)成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的刺激或抑制作用與T細(xì)胞亞群、細(xì)胞因子密切相關(guān)。T細(xì)胞可調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞生成RANKL，在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(RA)等自身免疫性疾病中，活化的T細(xì)胞通過表達(dá)RANKL直接誘導(dǎo)破骨細(xì)胞形成導(dǎo)致骨破壞，同時(shí)產(chǎn)生多種促炎性細(xì)胞因子，促進(jìn)成骨細(xì)胞和骨髓基質(zhì)細(xì)胞RANKL的表達(dá)間接誘導(dǎo)破骨細(xì)胞生成引起骨丟失〔19〕。如輔助性T細(xì)胞(Th)17既可通過分泌白細(xì)胞介素(IL)-17誘導(dǎo)成骨細(xì)胞上RANKL表達(dá)促進(jìn)破骨細(xì)胞生成，又可刺激免疫細(xì)胞產(chǎn)生IL-1、IL-6等多種炎性細(xì)胞因子激活RANK信號(hào)來促進(jìn)破骨細(xì)胞生成〔20〕。Th17細(xì)胞還可誘導(dǎo)成骨細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞中巨噬細(xì)胞集落刺激因子(M-CSF)和RANKL的表達(dá)，產(chǎn)生RANKL和TNF-α，同時(shí)增加破骨細(xì)胞前體中的RANK表達(dá)，這些特征使它成為有效的破骨細(xì)胞生成誘導(dǎo)劑。相對(duì)于Th17細(xì)胞，調(diào)節(jié)性T(Treg)細(xì)胞雖被證明能抑制RANKL誘導(dǎo)的破骨細(xì)胞生成，其作用機(jī)制目前尚不明確，目前多傾向于通過可溶性因子介導(dǎo)機(jī)制和接觸介導(dǎo)機(jī)制發(fā)揮作用〔21〕，但Treg細(xì)胞在破骨細(xì)胞生成和骨吸收的調(diào)節(jié)中起著關(guān)鍵作用，Treg細(xì)胞水平的增加可能起到防御骨質(zhì)疏松的作用。并且Treg細(xì)胞和Th17細(xì)胞之間的平衡可能在調(diào)節(jié)骨質(zhì)破壞中起關(guān)鍵作用〔22〕。Choi等〔23〕將破骨細(xì)胞前體與活化淋巴細(xì)胞(B，CD4+T，CD8+T)在單獨(dú)存在M-CSF或M-CSF+可溶性受體活化因子NF-kappab配體(sRANKL)的情況下共培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)，活化的B和CD4+T細(xì)胞，在單獨(dú)存在M-CSF的情況下誘導(dǎo)破骨細(xì)胞分化；在M-CSF和sRANKL共存時(shí)，B細(xì)胞誘導(dǎo)高度活躍的破骨細(xì)胞形成，并增加了再吸收，而CD8+T細(xì)胞則明顯地抑制了破骨細(xì)胞的生成?；罨腂細(xì)胞表達(dá)許多破骨因子，包括RANKL、TNFα、IL-6、巨噬細(xì)胞炎性蛋白(MIP)-1α和單核細(xì)胞趨化蛋白(MCP)-3。CD8+T細(xì)胞表達(dá)大量的OPG和RANKL。而阻斷OPG抗體并不能逆轉(zhuǎn)CD8+T細(xì)胞的抑制作用，表明與其他因子有關(guān)?；罨腂細(xì)胞促進(jìn)破骨細(xì)胞生成，而CD8+T細(xì)胞則可抑制破骨細(xì)胞的形成。T細(xì)胞也可通過細(xì)胞表面受體如CD40L來調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞〔24〕，T細(xì)胞-B細(xì)胞活性化分子(CD40L)屬TNF-α家族成員，CD40L-CD40的相互作用對(duì)T細(xì)胞參與骨代謝作用至關(guān)重要〔25〕。研究發(fā)現(xiàn)，CD40L-CD40相互作用也可刺激OPG的產(chǎn)生〔26〕。雌激素缺乏增加了表達(dá)CD40L的T細(xì)胞的數(shù)量，這些T細(xì)胞通過基質(zhì)細(xì)胞促進(jìn)M-CSF和RANKL的表達(dá)，并下調(diào)OPG的產(chǎn)生〔27〕，或可能通過改變RANK/RANKL/OPG通路而發(fā)展為絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松，而導(dǎo)致絕經(jīng)后骨質(zhì)流失的細(xì)胞因子(如TNF-α、IL-1)也是T細(xì)胞產(chǎn)物〔28〕。也有研究發(fā)現(xiàn)，絕經(jīng)后婦女幼稚T細(xì)胞水平降低，記憶T細(xì)胞水平增加〔29〕。同時(shí)，骨質(zhì)疏松患者的CD3+CD28+T細(xì)胞水平較低。因此，有學(xué)者懷疑CD28+的缺失可能與骨質(zhì)疏松發(fā)生過程有關(guān)〔30〕。RANKL對(duì)破骨細(xì)胞的形成是必不可少的〔31，32〕，而表達(dá)于T細(xì)胞表面的RNAKL，也可介導(dǎo)T細(xì)胞的分化、調(diào)節(jié)Treg細(xì)胞穩(wěn)態(tài)并參與免疫耐受的建立，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，缺乏RANKL的小鼠表現(xiàn)出淋巴結(jié)器官發(fā)育缺陷〔33〕。

2 骨代謝相關(guān)細(xì)胞因子

2.1TNF-α 在骨質(zhì)疏松時(shí)骨髓T細(xì)胞由CD8+淋巴細(xì)胞激活，并分泌相對(duì)高水平的效應(yīng)細(xì)胞因子，主要是TNF-α。它可促進(jìn)破骨細(xì)胞前體形成，并通過其他炎癥細(xì)胞，導(dǎo)致成骨細(xì)胞增殖受損。由TNF-α激活的內(nèi)皮細(xì)胞通過細(xì)胞黏附分子的表達(dá)將循環(huán)中的破骨細(xì)胞前體細(xì)胞吸引到炎癥部位，在RANKL刺激下成為活性破骨細(xì)胞〔34〕。骨質(zhì)疏松是一個(gè)整合協(xié)同信號(hào)通路和細(xì)胞因子的系統(tǒng)模型，而TNF-α是骨吸收的有效觸發(fā)器〔35〕。TNF-α的單克隆抗體(MAB)可有效預(yù)防或逆轉(zhuǎn)全身性骨質(zhì)疏松〔36〕。具體來說TNF-α可刺激破骨細(xì)胞的形成和活性、促進(jìn)RANKL表達(dá)，從而影響骨吸收，此外，TNF-α上調(diào)了成骨細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞中CD40的形成，抑制了OPG的分泌〔35〕。研究證實(shí)，TNF-α還抑制成骨祖細(xì)胞的成熟和成骨細(xì)胞活性，成骨細(xì)胞活力隨著TNF-α濃度的增加而降低，在同樣濃度的TNF-α處理過的細(xì)胞中，細(xì)胞活力隨著時(shí)間的推移而降低，而高濃度的RANKL和TNF-α進(jìn)一步刺激破骨細(xì)胞生成導(dǎo)致骨吸收〔37〕。此外，實(shí)驗(yàn)證明TNF-α通過增加成骨細(xì)胞凋亡，抑制參與骨形成的基因，從而降低成骨細(xì)胞活性，凋亡是TNF-α誘導(dǎo)成骨細(xì)胞死亡的主要方式，并且在成骨細(xì)胞系中優(yōu)先誘導(dǎo)凋亡，而當(dāng)TNF-α的誘導(dǎo)作用被凋亡抑制劑抑制時(shí)，壞死作用起決定性作用。因?yàn)楫?dāng)Caspase-8抑制劑氟甲基酮(Z-IETD-FMK)阻斷TNF-α誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡時(shí)，壞死仍然存在〔37〕。另外，脂肪組織，主要是內(nèi)臟脂肪組織分泌的TNF-α也可通過調(diào)節(jié)RANKL/RANK/OPG信號(hào)通路來刺激破骨細(xì)胞活性〔38〕。同時(shí)TNF-α和IL-6也抑制脂聯(lián)素和脂肪細(xì)胞的產(chǎn)生〔39〕，進(jìn)一步抑制了成骨細(xì)胞增殖、成熟。這也解釋了肥胖與骨密度負(fù)相關(guān)的原因。

2.2IL-11 IL-11功能活性包括識(shí)別同源受體和誘導(dǎo)糖蛋白(GP)130受體介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)〔40〕。健康人的體液中基本沒有IL-11〔41〕，它可直接誘導(dǎo)破骨細(xì)胞分化〔42〕，有學(xué)者通過JAK1/信號(hào)傳導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子(STAT3)激活的c-myc基因途徑發(fā)現(xiàn)IL-11可不通過RANKL來誘導(dǎo)破骨細(xì)胞生成，蛋白質(zhì)印跡結(jié)果顯示，IL-11誘導(dǎo)的破骨細(xì)胞生成需要JAK1/STAT3激活來進(jìn)一步誘導(dǎo)c-myc的表達(dá)，而這是破骨細(xì)胞生成所必需的因素，但RANKL誘導(dǎo)的破骨細(xì)胞生成則不需要〔43〕。最近發(fā)現(xiàn)，IL-11的增強(qiáng)表達(dá)可能涉及磷脂肌醇信號(hào)途徑(pkcδ)信號(hào)通路〔44〕。

2.3IL-17 IL-17由CD4+T細(xì)胞、執(zhí)行固有免疫功能(γδ)T細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、恒定自然殺傷T細(xì)胞、固有淋巴細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞產(chǎn)生〔45，46〕。IL-17作用于滑膜細(xì)胞和成骨細(xì)胞，可導(dǎo)致滑膜炎和骨破壞〔47〕。在RA的發(fā)展過程中，MCS通過促進(jìn)Th17細(xì)胞向炎癥關(guān)節(jié)的遷移及IL-17生成的增加，促進(jìn)Th17介導(dǎo)的慢性炎癥而引起骨量流失〔35〕。IL-17能夠刺激成纖維細(xì)胞、上皮細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生IL-6、IL-8和前列腺素(PG)E2。PGE2能誘導(dǎo)基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)的合成，而MMP可引起破骨細(xì)胞性骨破壞。同時(shí)，IL-17也能誘導(dǎo)成骨細(xì)胞產(chǎn)生RANKL的受體激活劑〔48〕。

2.4IL-6 IL-6與IL-11具有相似的三級(jí)結(jié)構(gòu)，都能通過激活JAK/STAT和絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號(hào)通路，促進(jìn)炎癥性骨微環(huán)境，參與骨吸收過程中破骨細(xì)胞的直接激活，導(dǎo)致骨破壞和骨質(zhì)減少〔40，49〕。IL-6作用于祖細(xì)胞可促進(jìn)破骨細(xì)胞生成，導(dǎo)致破骨細(xì)胞活性增加和骨溶解〔49〕。體外研究表明，IL-6轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)還可通過增加成骨細(xì)胞和T細(xì)胞中RANKL的表達(dá)來促進(jìn)破骨細(xì)胞的發(fā)生〔50〕，其中，RANKL的過度表達(dá)與IL-6含量正相關(guān)〔35〕。健康人的體液中基本沒有IL-6〔51〕，而在RA患者中，IL-6是關(guān)節(jié)液中含量最豐富的細(xì)胞因子之一，RANKL在RA滑膜中高度表達(dá)，因此導(dǎo)致該類患者骨質(zhì)疏松的發(fā)病率更高〔52〕。IL-6也被證明在分化后期抑制了成骨細(xì)胞前體細(xì)胞的增殖，同時(shí)誘導(dǎo)了成骨細(xì)胞凋亡而加劇骨溶解。IL-6可通過減少參與成骨細(xì)胞分化的基因表達(dá)來降低成骨細(xì)胞分化，也可降低成骨細(xì)胞礦化骨骼的能力〔53〕。過度表達(dá)IL-6的轉(zhuǎn)基因小鼠顯示，隨著成骨細(xì)胞的減少和破骨細(xì)胞數(shù)量的增加，骨轉(zhuǎn)換增加，導(dǎo)致骨質(zhì)減少。PGE2由脂肪酸花生四烯酸通過環(huán)氧合酶(COX)-2代謝而產(chǎn)生。COX-2的過度表達(dá)是由IL-6信號(hào)驅(qū)動(dòng)的，可導(dǎo)致PGE2的產(chǎn)生增加。在成骨細(xì)胞和單核或巨噬細(xì)胞系中使用抗IL-6抗體，可通過減少PGE2來增加了OPG的分泌，因此，PGE2增加了IL-6信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用，通過抑制OPG促進(jìn)破骨細(xì)胞生成〔49〕。認(rèn)為IL-6對(duì)骨骼完全有害是過于簡單的，其對(duì)骨骼的作用與其劑量有關(guān)，低水平的IL-6可促進(jìn)骨溶解，而高水平的IL-6可促進(jìn)骨橋蛋白的發(fā)展，從而具有抗骨吸收作用〔35〕。且有研究表明它在骨骼修復(fù)中起關(guān)鍵作用。過度表達(dá)IL-6的轉(zhuǎn)基因小鼠表現(xiàn)出骨丟失增強(qiáng)、骨樣骨化缺陷和成骨細(xì)胞活性降低，但其他研究也表明，IL-6敲除小鼠顯示骨結(jié)構(gòu)異常和骨折愈合延遲，這些IL-6敲除小鼠表現(xiàn)出延遲礦化和骨重塑，在愈合早期階段膠原和軟骨水平升高，破骨細(xì)胞數(shù)減少。表明在骨折修復(fù)中，IL-6誘導(dǎo)的骨丟失是必要的〔49〕。

2.5M-CSF M-CSF具有許多促炎功能，并在自身免疫和炎癥疾病的發(fā)展中發(fā)揮重要作用。M-CSF能夠啟動(dòng)單核細(xì)胞或巨噬細(xì)胞的活化和炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生，不僅能夠影響髓系細(xì)胞的表型，而且能通過各種髓系中間物激活T細(xì)胞〔54～56〕。M-CSF通過激活中性粒細(xì)胞中的炎性體來誘導(dǎo)IL-1β表達(dá)而成為致病性淋巴細(xì)胞和中性粒細(xì)胞之間的通訊器〔57〕。與RANKL一樣，M-CSF在破骨細(xì)胞生成的連續(xù)過程中是必不可少的，包括破骨細(xì)胞前體增殖、黏附、遷移和細(xì)胞-細(xì)胞融合形成多核細(xì)胞。M-CSF與其受體的結(jié)合導(dǎo)致MAPK和Akt級(jí)聯(lián)的激活，從而使破骨細(xì)胞存活〔58〕。在破骨細(xì)胞分化和骨吸收過程中，M-CSF通過MAPK、細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)、JNK和P38信號(hào)傳導(dǎo)發(fā)揮作用。不同的是，M-CSF激活的MAPK信號(hào)主要參與破骨細(xì)胞前體增殖的調(diào)節(jié)，而RANKL誘導(dǎo)的MAPK激活主要與破骨細(xì)胞分化有關(guān)，M-CSF和RANKL在正常破骨細(xì)胞代謝中充當(dāng)破骨細(xì)胞生成的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，并共享ERK、JNK和P38作為信號(hào)介質(zhì)。此外，M-CSF通過MAPKs的立即磷酸化(5～20 min)誘導(dǎo)單相活化；RANKL通過MAPKs的立即磷酸化(5～20 min)和延遲磷酸化(8～24 h)導(dǎo)致雙相活化。RANKL誘導(dǎo)的延遲MAPK激活的時(shí)間與破骨細(xì)胞分化的開始時(shí)間一致。因此，M-CSF和RANKL誘導(dǎo)的差異MAPK信號(hào)分別決定破骨細(xì)胞前體增殖和破骨細(xì)胞分化。通過RANKL/RANK信號(hào)激活的JNK和P38分別主要介導(dǎo)破骨細(xì)胞凋亡和促進(jìn)破骨細(xì)胞分化，而通過M-CSF/巨噬細(xì)胞集落刺激因子受體(c-fms)軸激活的ERK優(yōu)先增強(qiáng)破骨細(xì)胞前體增殖〔59〕。M-CSF還可刺激αvβ3整合素在破骨細(xì)胞中表達(dá)，并與整合素αvβ3一起通過ERK1/2和c-fos信號(hào)通路調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞分化〔58〕。雙磷酸鹽已被用于治療骨質(zhì)疏松，含氮的二磷酸鹽就是通過抑制ERK1/2和Akt來減弱RANKL、M-CSF的誘導(dǎo)破骨細(xì)胞形成作用〔60〕。

2.6IFN-γ IFN-γ由多種淋巴細(xì)胞細(xì)胞產(chǎn)生，包括CD4+和CD8+T細(xì)胞、Treg細(xì)胞、Foxp3+CD8 T細(xì)胞、γδT細(xì)胞、B細(xì)胞和自然殺傷(NK)細(xì)胞，它在免疫反應(yīng)以及炎癥調(diào)節(jié)中具有關(guān)鍵作用〔61〕。在骨骼中，IFN-γ同時(shí)影響成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞。IFN-γ增加了成骨細(xì)胞分化基因的表達(dá)，如Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子(Runx)2、成骨細(xì)胞特異性轉(zhuǎn)錄因子(Osterix)、堿性磷酸酶(ALP)和骨鈣素〔62〕。敲除IFN-γ受體的小鼠顯示成骨細(xì)胞分化降低，用抗體阻斷IFN-γ后，成骨活性增加。其中人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞也產(chǎn)生IFN-γ來促進(jìn)自身的成骨分化〔63〕。除了抑制破骨細(xì)胞分化外，IFN-γ還通過促進(jìn)破骨細(xì)胞凋亡來減少破骨細(xì)胞的形成。IFN-γ可通過誘導(dǎo)骨髓細(xì)胞FasL表達(dá)來抑制TNF-α促破骨細(xì)胞作用。IFN-γ也可通過Fas-FasL相互作用直接促進(jìn)破骨細(xì)胞前體凋亡。其中，促進(jìn)破骨細(xì)胞凋亡可能是通過激活NF-κB通路來完成〔64〕。但I(xiàn)FN-γ抑制破骨細(xì)胞作用呈劑量或時(shí)間依賴性，低水平的IFN-γ對(duì)破骨細(xì)胞沒有抑制作用，另外IFN-γ的抑制作用似乎僅限于破骨細(xì)胞分化的早期。IFN-γ在增殖分化早期下調(diào)c-fms和RANK抑制破骨細(xì)胞生成，而M-CSF/c-fms信號(hào)和RANK/RANKL通路對(duì)早期破骨細(xì)胞增殖和分化都具有重要意義。IFN-γ作用于RANK/RANKL通路的多個(gè)位點(diǎn)，包括RANK、traf6和nfatc1。在破骨細(xì)胞分化的早期，IFN-γ可增加traf6的降解或下調(diào)RANK/RANKL通路下游的nfatc1，從而抑制破骨細(xì)胞的生成。然而在破骨細(xì)胞形成后期，IFN-γ可上調(diào)nfatc1促進(jìn)單核破骨細(xì)胞的融合。除了直接作用外，IFN-γ還通過激活T細(xì)胞間接增加破骨細(xì)胞因子，促進(jìn)破骨細(xì)胞的形成〔61〕。長期低劑量使用IFN-γ可促進(jìn)骨形成，抑制早期破骨細(xì)胞分化，而短期高劑量使用IFN-γ可在分化后期促進(jìn)破骨細(xì)胞形成。同時(shí)，IFN-γ可激活免疫反應(yīng)，特別是T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)來促進(jìn)破骨細(xì)胞生成〔61〕。另外，IFN-γ對(duì)脂肪生成有抑制作用，間接影響破骨細(xì)胞活性〔65〕。

綜上，骨重建受成骨細(xì)胞/破骨細(xì)胞之間的平衡、骨/免疫系統(tǒng)的相互作用調(diào)控。RANKL/RANK/OPG信號(hào)通路可通過調(diào)控骨重建參與骨質(zhì)疏松的發(fā)生、發(fā)展。骨形成和再吸收的各個(gè)階段都受到免疫系統(tǒng)的嚴(yán)格控制。由于它們共享共同的信號(hào)通路和調(diào)節(jié)機(jī)制，所以其各種調(diào)節(jié)作用相關(guān)交織、緊密相連的。細(xì)胞因子、趨化因子等信使及其受體的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)是骨免疫學(xué)的基礎(chǔ)。因此，骨質(zhì)疏松可被認(rèn)為是一個(gè)綜合信號(hào)通路和細(xì)胞因子協(xié)同工作的系統(tǒng)模型。免疫細(xì)胞可在許多方面影響骨骼的健康，骨細(xì)胞也可影響免疫系統(tǒng)，并利用多種免疫因子發(fā)揮其生理功能。RANKL/RANK相互作用還調(diào)節(jié)T細(xì)胞/樹突狀細(xì)胞聯(lián)系、樹突狀細(xì)胞存活和淋巴結(jié)形成，體內(nèi)骨細(xì)胞的消融可導(dǎo)致嚴(yán)重的淋巴減少，并可通過重建骨細(xì)胞群而恢復(fù)〔66〕。缺乏RANKL的小鼠不僅由于缺乏破骨細(xì)胞而導(dǎo)致骨硬化，而且還表現(xiàn)出免疫缺陷，淋巴細(xì)胞發(fā)育受損，淋巴結(jié)器官生成缺乏〔67〕。骨免疫學(xué)已經(jīng)對(duì)骨骼/免疫系統(tǒng)病理生理學(xué)聯(lián)系做出了重大貢獻(xiàn)，即免疫系統(tǒng)在成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞之間引起失衡，這種相互作用的中心是促炎性和破骨細(xì)胞因子，它們驅(qū)動(dòng)骨的再吸收，從而最終導(dǎo)致骨質(zhì)疏松。因此，骨免疫學(xué)是研究骨質(zhì)疏松的一種新方法。但免疫細(xì)胞及其因子的骨免疫調(diào)控作用相互交織、錯(cuò)綜復(fù)雜，其機(jī)制有待于進(jìn)一步研究。