巨噬細胞集落刺激因子基本信息

巨噬細胞集落刺激因子(M-CSF)也稱為集落刺激因子-1(CSF-1),是一種具有譜系特異性的細胞因子。M-CSF為鏈間二硫鍵連接而成的二聚體糖蛋白，主要存在于骨髓腔內，對單核細胞的增殖、分化及維持其活性有重要作用。其受體為c-Fms。

基本內容

縮寫M-CSF

巨噬細胞集落刺激因子(M-CSF)也稱為集落刺激因子-1(CSF-1),是一種具有譜系特異性的細胞因子。M-CSF為鏈間二硫鍵連接而成的二聚體糖蛋白,主要存在于骨髓腔內,對單核細胞的增殖、分化及維持其活性有重要作用。其受體為c-Fms。

另外,它還可調節(jié)胎盤功能,促進骨吸收。M-CSF可在間質細胞如成纖維細胞、成骨細胞及內皮細胞中合成,也可在激活的巨噬細胞、B細胞、T細胞及多種腫瘤細胞中產(chǎn)生。近年來對M-CSF的功能及應用的研究日益增多,本文將著重就M-CSF對破骨細胞的生物作用的研究進展進行綜述。

M-CSF誘導破骨細胞發(fā)生破骨細胞為單核-巨噬細胞系成員,是由造血系統(tǒng)的單核、巨噬細胞的前體細胞融合而成。

破骨細胞的分化受多種細胞及其產(chǎn)物的調節(jié),其中M-CSF與RANKL的作用尤為關鍵。

M -CSF與RANKL是迄今為止發(fā)現(xiàn)的直接參與破骨細胞分化的兩種細胞因子。日本長崎大學生物醫(yī)學研究院的KitauraH及其同事在小鼠正畸牙齒移動模型中研究了抗c-Fms抗體對力學負荷誘導的破骨細胞形成和骨質溶解的影響,其研究結果顯示。

巨噬細胞集落刺激因子對破骨細胞生物作用的研究進展225抗體顯著抑制正畸牙齒移動,明顯減少體內破骨細胞的數(shù)量,并在體外抑制TNF-α誘導的破骨細胞形成,提示M-CSF在力學負荷誘導的破骨細胞形成和骨質吸收中發(fā)揮重要作用。

HaynesDR等研究發(fā)現(xiàn),在單核細胞和成骨細胞的體外共同培養(yǎng)系中,伴隨著破骨細胞的形成,出現(xiàn)M-CSF高表達;如果阻斷M-CSF與其受體的結合,可顯著減少破骨細胞的數(shù)目。Itoh等研究發(fā)現(xiàn),M-CSF可誘導人類破骨細胞形成,通過膜結合形式或基質結合形式發(fā)揮作用。

Tsurukai等、Lee等經(jīng)實驗證明在骨吸收刺激因子存在情況下,將正常小鼠的顱骨細胞與骨髓細胞共同培養(yǎng)可生成破骨細胞,但是如果M-CSF缺陷小鼠的顱骨細胞與骨髓細胞共同培養(yǎng),則不會產(chǎn)生破骨細胞前體細胞和破骨細胞,只有加入外源性M-CSF才行。

血管內皮細胞生長因子(VEGF)與M-CSF可誘導破骨細胞的發(fā)生。在小鼠正畸牙齒移動過程中,VEGF與M-CSF mRNA在破骨細胞與成纖維細胞中的表達可通過原位雜交檢測到。另外,對正畸患者的尖牙遠中移動側和對照側相比較,在移動側齦溝液中,VEGF與M-CSF出現(xiàn)具有統(tǒng)計學意義的明顯增長。

這些結果顯示VEGF與M-CSF對破骨的發(fā)生有重要作用。

Hodge JM等通過建立人類破骨細胞發(fā)生模型,將CFU-GM破骨細胞的前體在有RANKL和M-CSF的牙本質中培養(yǎng),研究了M-CSF在體外如何調節(jié)破骨細胞的發(fā)生和功能,證明了M-CSF參與調節(jié)人類破骨細胞發(fā)生的多個步驟,包括增殖、分化和其前體細胞的融合。

吳學賓等發(fā)現(xiàn)在體外實驗中,一定范圍內,M-CSF在RANKL存在的條件下可誘導抗酒石酸酸性磷酸酶TRAP陽性破骨細胞成熟,并隨M-CSF劑量的增加TRAP陽性破骨細胞數(shù)明顯增加。

王曉庚等同樣利用M-CSF與RANKL體外誘導大鼠破骨樣細胞形成,證明了二者對誘導破骨細胞分化的關鍵性作用。

M-CSF調節(jié)破骨細胞活性骨骼形成之后即處于不斷的成骨破骨的動態(tài)平衡中,破骨細胞的骨吸收活性維持并促進骨的更新與生長。成骨細胞合成和分泌的M-CSF不僅誘導破骨細胞的形成,對調節(jié)骨吸收活性也有重要作用。

大量研究證明在破骨細胞培養(yǎng)的后期階段,M-CSF除促進破骨細胞前體的增殖和生存外,對成熟破骨細胞功能的發(fā)揮也起著重要作用,

它可以增強成熟破骨細胞的活性,例如伸展、運動以及細胞骨架的形成,是破骨細胞存活所必需的因子。

M-CSF還可以調節(jié)成熟破骨細胞的吸收和遷移的功能。Yao等研究發(fā)現(xiàn)M-CSF能夠誘導fos基因的轉錄, c-fos缺失小鼠不能形成成熟的破骨細胞。

M-CSF還可調節(jié)骨保護素(OPG) mRNA表達和OPG蛋白分泌,從而影響破骨細胞的活性,這種調節(jié)方式具有劑量依賴性,并且在一定條件下是可逆的。

M-CSF調節(jié)破骨細胞活性,依賴于c-src與磷脂酰肌醇(-3)激酶(PI3K)和M-CSF受體c-Fms的結合。M-CSF能通過活化磷脂酰肌醇(-3)激酶(PI3K)和c-src,從而誘導巨噬細胞和破骨細胞中的細胞骨架重組。

c-Fms是一種受體酪氨酸激酶,通過自動磷酸化募集必需的接頭蛋白如c-src。c-Fms基因缺失會造成自發(fā)性破骨細胞缺陷型骨骼石化癥。

Teibaum等使用c-Fms的胞內與跨膜結構域和紅細胞生成素受體的胞外結構域組成一種多肽,證明在c-Fms胞質域兩個酪氨酸殘基在調節(jié)破骨細胞產(chǎn)生和(或)功能中起重要作用。

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