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PCR測定的成骨分化相關基因（ALP、BSP、OPN等）匯總
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1. 成骨細胞調(diào)控的骨形成： 成骨細胞在骨骼形成中起重要作用，該過程由三個步驟組成：①增殖：成骨前細胞數(shù)量的增加；②分化：成骨前細胞成熟的過程成骨細胞；③基質(zhì)礦化作用：成熟的成骨細胞形成新的骨基質(zhì) 2. 成骨特異性基質(zhì)蛋白 成骨特異性基質(zhì)蛋白主要包括堿性磷酸酶（ALP）、骨唾液蛋白（BSP）、骨鈣素（OCN）、骨橋蛋白（OPN）、I型膠原（COL I）。成骨細胞表型是分兩個階段特異性獲得的。在第一階段，細胞增殖并且基質(zhì)成熟。與骨細胞表型有關的特定蛋白質(zhì)，例如在第10到15天的細胞增殖和基質(zhì)成熟過程中檢測到堿性磷酸酶（ALP）。在第二階段基質(zhì)礦化并表達成骨后期標志物，比如10–15天至25–30天表達骨鈣蛋白（OCN）最后，多種合成代謝信號通路積極參與控制骨形成，例如BMP，Wnt和Runx2通路。 堿性磷酸酶（ALP）活性是最廣泛認可的成骨細胞活性標記。它是成骨細胞表型和成骨細胞分化的典型蛋白質(zhì)產(chǎn)物。ALP 由在活性位點含鋅的同型二聚金屬酶組成，ALP水解多種磷酸鹽化合物（例如ATP），將產(chǎn)物（特別是無機磷酸鹽）釋放到細胞外基質(zhì)中，影響Pi穩(wěn)態(tài)。細胞外基質(zhì)中還含有其他鈣依賴性蛋白，基質(zhì)囊泡利用Pi引發(fā)細胞外基質(zhì)鈣沉積物的晶體成核，從而導致羥基磷灰石的形成。通常，ALP活性的出現(xiàn)代表成骨細胞生成的早期表型標記。 各種蛋白質(zhì)的復雜網(wǎng)絡參與成骨的調(diào)節(jié)。骨唾液蛋白（BSP）在ALP表達后出現(xiàn)，位于礦化基質(zhì)中，可以在體外促進羥磷灰石礦化的成核作用，并增加鈣的結合及鈣結節(jié)的形成。骨鈣素（OCN）出現(xiàn)在成骨細胞分化的末期，可以與Ca2+結合以調(diào)節(jié)鈣離子穩(wěn)態(tài)和骨骼礦化。OCN缺陷小鼠的骨形成甚至增加，暗示OCN是晚期成骨細胞標志物，但并不代表骨礦化程度。BSP和OCN的表達分別代表成骨細胞分化的中晚期。骨橋蛋白（OPN）是成骨細胞和破骨細胞產(chǎn)生的骨基質(zhì)中較豐富的非膠原蛋白之一，可以有效刺激成熟破骨細胞的破骨細胞生成和吸收活性。此外，I型膠原（COL I）是一種細胞外基質(zhì)蛋白，可刺激成骨細胞粘附和分化。 3. 成骨相關轉(zhuǎn)錄因子 間充質(zhì)干細胞的成骨分化受多種轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)節(jié)，例如Runt相關轉(zhuǎn)錄因子2 /核心結合因子α1（Runx2 / Cbfa1）和osterix（Osx）。Runx2 / Cbfa1和Osx對于調(diào)節(jié)負責成骨特異性基質(zhì)蛋白（包括ALP，COL I，BSP，OCN，OPN）基因的表達至關重要，并最終刺激骨骼結節(jié)礦化。 轉(zhuǎn)錄因子核心結合因子α1（Cbfa1）對胚胎形成過程中的骨形成至關重要，并且是骨分化的關鍵介體。最近的研究表明，Cbfa1的表達與成骨細胞從增生表型向分化表型的轉(zhuǎn)變有關。然而，成骨細胞譜系細胞中Cbfa1的過度表達并不一定會導致成年骨骼中骨形成的實質(zhì)性增加，但在體外可以促進破骨細胞的分化，并且在體內(nèi)可以通過增加RANKL表達促進骨吸收。 與Runt相關的轉(zhuǎn)錄因子2（Runx2）是成骨細胞表型的中央控制基因。Runx2是一種重要的成骨轉(zhuǎn)錄因子，可以與成骨基因啟動子區(qū)域的成骨細胞特異性順式作用元件（OSE）2結合。有證據(jù)表明Runx2在成骨細胞分化中的重要性已得到證明， Runx2基因的一個拷貝被破壞會導致顱骨發(fā)育不良，而小鼠內(nèi)Runx2基因的敲除會阻止成骨細胞的發(fā)育。 Osterix（Osx，也稱為Sp7）是一種新型的含鋅指的成骨細胞特異性轉(zhuǎn)錄因子，對成骨細胞增殖，分化和骨形成至關重要。Osx蛋白調(diào)節(jié)許多特定的成骨細胞分化標記物的表達，包括Runx2和Osteonectin（ON）。遺傳研究表明，Osx是成骨細胞分化信號通路中Runx2的下游基因。 間充質(zhì)干細胞可分化為成骨細胞，脂肪細胞，軟骨細胞，成肌細胞和成纖維細胞。核受體PPAR-γ是成脂分化的主要調(diào)節(jié)因子，CCAAT-增強子結合蛋白-β（C/EBP-β）是在誘導成脂分化后激活的主要轉(zhuǎn)錄因子。PPAR-γ和C/EBP-β的激活有利于間充質(zhì)干細胞成脂向分化。而PPAR-γ缺失可導致成骨細胞分化增加和骨小梁體積增加。因此，抑制間充質(zhì)干細胞成脂向分化可能誘導其成骨向分化。 參考文獻：https://doi.org/10.1016/j.lfs.2016.01.024 |
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