引用本文： 吳朝銳, 張杰, 田京. 破骨細胞非溶骨功能研究進展. 中國修復重建外科雜志, 2015, 29(8): 1038-1042. doi: 10.7507/1002-1892.20150221 復制
骨組織主要包括成骨細胞、骨細胞、破骨細胞和骨襯細胞。破骨細胞是一種巨大的多核細胞，起源于骨髓中的造血干細胞（hematopoietic stem cells，HSC），在巨噬細胞集落刺激因子（macrophage colony stimulating factor，M-CSF）和NF-κB受體活化因子配基（receptor activator of NF-κB ligand，RANKL）的作用下分化成熟，在骨重塑過程中發揮著主要作用[1]。破骨細胞一直被認為是骨吸收細胞，除了參與骨吸收過程，幾乎無其他功能。但近年研究發現，破骨細胞和破骨前體細胞除吸收骨基質外，還具有其他作用，包括調節骨形成、造血作用和血管生成過程，相關領域已成為研究熱點。現從破骨細胞調節骨形成、造血作用和血管生成過程等三大方面對此領域的研究進展予以綜述。
1 破骨細胞對骨形成的調節作用
目前抗骨質疏松藥大多是通過抑制破骨細胞介導的骨吸收達到治療效果，如阿侖膦酸鈉、唑來膦酸鈉、狄諾賽麥等。研究發現此類抗骨質疏松藥抑制骨吸收的同時削弱了骨形成作用，長期使用可能導致骨骼密度降低、脆性增加。原因可能是破骨細胞與成骨細胞存在耦聯機制，藥物抑制破骨細胞的同時減少了破骨細胞源性耦聯因子的產生。因此研究破骨細胞與成骨細胞的耦聯機制有助于研發新的藥物靶點，開發出更符合正常生理狀態下骨骼代謝過程的藥物。
1.1 破骨細胞通過骨基質調節因子調節成骨細胞
關于破骨細胞依賴性耦聯機制的研究最初是從骨基質生長因子開始的。破骨細胞分泌組織蛋白酶K（cathepsin K，CTK）和鹽酸溶解骨質，同時激活骨質中的調節因子，包括TGF-β和IGF-1等；TGF-β產生后作用于破骨細胞，促進其分泌CXC趨化因子受體16（CXC chemokine ligand 16，CXCL16）和白血病抑制因子（leukemia inhibitory factor，LIF）；CXCL16和LIF結合至成骨細胞表面相應受體，促進其遷移到骨吸收部位，促進骨質形成[2]。TGF-β1還可誘導BMSCs遷移到骨吸收部位增加骨形成[3]。IGF-1則通過活化MSCs mTOR信號通路，促使其往成骨細胞方向分化[4]。
1.2 破骨細胞通過雙向信號調節成骨細胞
目前發現破骨細胞-成骨細胞之間存在雙向信號調節機制。破骨細胞表面EphrinB2配體與成骨前體細胞表面Eph4受體結合后可降低RhoA表達，抑制小三磷酸鳥苷水解酶，增強成骨細胞分化[5]。
1.3 破骨細胞分泌細胞因子調節成骨細胞
抗酒石酸酸性磷酸酶（tartrate-resistant acid phosphatase，TRAP）是破骨細胞的特征性標志物[6]，同時也是一種破骨細胞源性細胞因子。敲除TRAP基因的小鼠骨骼系統出現畸形[7]，體外實驗則顯示TRAP增加成骨細胞表達ALP活性[8]。Pederson等[9]研究表明，鞘氨醇1-磷酸（sphingosine 1-phosphate，S1P）在細胞質內被鞘氨醇激酶1磷酸化后，結合到成骨前體細胞表面S1P受體，募集成骨前體細胞到骨吸收部位，促進成熟成骨細胞的存活。S1P表達可受破骨細胞CTK調節，敲除CTK基因后，S1P產生增加，骨形成也隨之增強[10]。Garimella等[11]研究證明破骨細胞合成多種BMP，包括BMP-2、4、6、7，可促進骨吸收部位成骨細胞的募集、增殖與分化。破骨細胞還可合成并分泌其他調節因子，如膠原三股螺旋重復蛋白1（collagen triple helix repeat containing 1，CTHRC1）、肝細胞生長因子（hepatocyte growth factor，HGF）和PDGF-BB。CTHRC1可促進成骨細胞分化[12]； HGF則通過PI3K、Akt、Src和AP-1等多種信號途徑誘導成骨細胞產生骨橋蛋白（osteopontin，OPN），刺激成骨細胞增殖[13-14]；而PDGF-BB發揮相反作用，抑制成骨細胞形成[15]。
2 破骨細胞調節造血作用
多發性骨髓瘤患者破骨細胞過度活躍，常出現溶骨性損害、病理性骨折、骨質疏松、高鈣血癥等骨病癥狀。雙膦酸鹽廣泛應用于骨質疏松治療，可抑制破骨細胞活性，因此雙膦酸鹽常用于治療多發性骨髓瘤病。由于破骨細胞參與造血作用，因此雙膦酸鹽可能對患者造血系統造成不利影響。深入探究破骨細胞與造血系統的相互關系，有利于優化多發性骨髓瘤患者的治療方案。
2.1 造血微環境的形成
骨髓腔是HSC定居的場所，而破骨細胞負責制造骨髓腔，因此破骨細胞功能喪失或分化障礙常導致骨髓腔變窄消失、造血組織稀少[16]。破骨細胞功能正常、數量減少的骨骼石化病患者骨髓病理檢查可見造血組織稀少[17]，然而在破骨細胞功能異常、數量正常的骨骼石化病患者則可見異常纖維化組織[18]，推測功能異常的破骨細胞導致骨髓纖維化，間接抑制造血作用。以上結果提示破骨細胞參與骨髓造血微環境的形成，后續的遺傳學研究也證實這一點。NF-κB受體活化因子（receptor activator of NF-κB，RANk）、RANKL、c-Fos、M-CSF等基因是破骨細胞分化成熟過程中的關鍵基因，而T細胞免疫調節因子1（T-cell immune regulator 1，Tcirg1）基因則與破骨細胞吸收骨質功能密切相關。敲除上述基因的小鼠破骨細胞分化發育異常、溶骨功能障礙，并且出現小鼠骨髓造血作用低下以及髓外造血的現象[19-22]。Mansour等[23]通過分析Tcirg1基因缺陷性小鼠，發現破骨細胞活性喪失可導致HSC植入骨髓障礙，恢復破骨細胞活性則可修復HSC微環境的缺陷。另外，破骨細胞還通過成骨細胞間接調控HSC微環境的形成，主要是因為破骨細胞可誘導成骨細胞的分化，而成骨細胞已被證實是HSC微環境形成的重要因素[24]。
2.2 HSC數量與功能的維持
HSC具有自我更新、分化和保持靜止的功能，保持這些功能的穩態平衡對于維持HSC的功能非常重要。HSC微環境與細胞外基質之間通過復雜的相互作用，特異性地調節干細胞的生物活性。由于成骨細胞是調節HSC微環境的關鍵組分，而鍶鹽可增加成骨細胞數量、增強成骨細胞活性[25-26]，因此理論上使用鍶鹽可改變HSC數量，然而實際上鍶鹽干預后HSC數量并未發生明顯變化[27]。由于鍶鹽本身也可抑制破骨細胞活性，提示破骨細胞參與HSC的維持[27]。為驗證這一假說，現有研究方法之一是通過藥理學途徑抑制破骨細胞活性，觀察HSC數量。Lymperi等[28]給小鼠注射阿侖膦酸鈉以抑制破骨細胞活性，發現小鼠骨髓腔中HSC減少；而Miyamoto等[20]給小鼠注射阿侖膦酸鈉后，HSC數量反而增加，動員能力增強。另一研究方法則是通過構建基因敲除小鼠，然而對骨骼石化的基因敲除小鼠分析也出現了矛盾結果。Shivtiel等[29]發現破骨細胞通過與骨髓基質細胞相互作用間接影響骨髓祖細胞池數量，提示破骨細胞參與HSC數量的維持。但有研究者提出了不同見解，Miyamoto等[20]分析了M-CSF、 c-Fos和RANKL基因缺陷性小鼠，認為破骨細胞不是維持HSC必需的要素。骨內膜區鈣離子濃度高于中央骨髓處，而HSC表面表達鈣敏感受體（calcium-sensing receptor，CaR），從而定位于骨內膜區。敲除CaR基因后，HSC無法黏附到細胞外基質蛋白Ⅰ型膠原，遷移至骨髓內皮微環境能力存在缺陷[30]。由于破骨細胞可通過溶解骨質升高細胞外鈣離子濃度，提示破骨細胞通過鈣離子維持HSC功能穩態。Flores等[21]分析了Tcirg1、RANK基因缺陷性小鼠，HSC的植入能力無明顯變化，認為破骨細胞對于HSC的維持作用并不明顯。破骨細胞與HSC穩態維持之間的關系這一領域研究目前尚處于起步階段，各研究報道出現了矛盾結果，無法得出明確結論，有待進一步探索。
2.3 HSC的動員
在非應激狀態下只有極少數HSC存在于血液與淋巴液中；而應激狀態（如感染、出血等）下，HSC從骨髓釋放、增殖和分化為成熟血細胞。粒細胞集落刺激因子（granulocyte colony-stimulating factor，G-CSF）可用于促進HSC的動員[31]。對小鼠或人類注射過量G-CSF可增強破骨細胞活性、導致骨質疏松，提示破骨細胞可能參與HSC的動員過程[32]。Kollet等[33]研究顯示破骨細胞借助于其分泌的CTK與基質金屬蛋白酶9（matrix mettal loproteinase 9，MMP-9）促進HSC動員。MMP-9與CTK裂解存在于成骨細胞表面與細胞外基質的基質細胞衍生因子（stromal-derived factor 1，SDF-1）、干細胞因子1（stem cell factor 1，SCF-1）和OPN，削弱SDF-1、OPN、SCF-1對HSC的錨定能力，從而促進HSC向外周動員。CTK與MMP-9的抑制劑可削弱HSC動員間接證實了這一點。活化的破骨細胞還以MMP-9依賴性的方式增加內皮通透性，有利于鄰近干細胞遷移、動員到外周血液[33]。MMP-9還促進骨髓基質細胞釋放c-Kit配體，促使HSC轉變為增殖狀態[34]。Miyamoto等[20]則提出異議，認為破骨細胞可能是造血系統的負調節因子。骨保護素（osteoprotegerin，OPG）可與RANKL結合競爭性抑制RANKL與RANK之間的結合，從而抑制破骨細胞的增殖與分化[35]。敲除OPG基因后，破骨細胞過度活躍，HSC數量反而下降；敲除小鼠c-Fos、RANKL、M-CSF基因，或者注射阿侖膦酸鈉、RANKL中和抗體以抑制破骨細胞活性，HSC動員水平并未下調，說明破骨細胞活性與造血活性一定程度上成負相關關系。破骨細胞不是HSC動員所必需的要素，可能是造血系統的負調節因子。上述矛盾結果提示破骨細胞與HSC動員之間存在更復雜的聯系，目前尚不能完全闡明兩者之間的關系，有待進一步探索。
3 破骨細胞促進血管生成
血管生成在生理性骨生長、骨重塑與骨疾病發展過程中起重要作用。深入研究破骨細胞與血管生成的內在聯系，有助于骨質疏松、延遲性骨愈合、骨壞死和骨關節炎等多種疾病的治療研究。
3.1 破骨細胞直接分泌血管生成因子
VEGF是一類重要的血管生成因子，其具有促進骨組織血管化的作用[36]；在破骨細胞分化過程中，VEGF通過NF-κB/低氧誘導因子1信號途徑使表達得到上調[37]。BMP-7是BMPs中的一種，通過促進VEGF的產生間接促進內皮細胞存活能力及誘導血管生成[38]，已有研究表明破骨細胞可表達BMP-7[11]。EGF是另一類重要的血管生成因子，文獻報道破骨細胞分化過程中表達多種EGF，包括肝素結合表皮生長因子樣生長因子、雙調蛋白、表皮調節素和神經調節素[39]。2014年，Xie等[40]證實破骨前體細胞分泌PDGF-BB。PDGF-BB可誘導骨組織內血管的形成，通過旁分泌方式促進MSCs增殖遷移，形成成骨細胞[41]。因此破骨細胞可直接分泌血管生成因子，并且其誘導的血管生成過程與骨形成作用緊密相連，開辟了骨質疏松研究的新方向。
3.2 破骨細胞間接促進血管生成
TFG-β通過結合潛在TGF結合蛋白1（latent TGF-β-binding protein 1，LTBP1）儲存于細胞外基質[42]，可上調VEGF表達、吸引周圍內皮細胞，促進血管形成[43]。Dallas等[44]證實破骨細胞分泌的MMP-9可水解LTBP1，活化TGF-β，提示破骨細胞通過活化TGF-β間接促進血管生成。在骨折修復過程中，成熟破骨細胞可產生乙酰肝素酶[45]；肝素酶降解細胞外基質的主要組分硫酸乙酰肝素蛋白聚糖，釋放肝素結合生長因子，包括VEGF和bFGF，促進血管形成，同時調節破骨細胞與成骨細胞活性[46]。Cackowski等[47]首次在移植骨組織上和實驗動物體內證實破骨細胞刺激血管生成的作用依賴于其釋放的MMP-9。MMP-9通過誘導破骨細胞遷移、增加局部細胞數量、增強活性的方式刺激血管生成。局部破骨細胞數量增加、活性增強，其分泌血管生成因子也隨之增加[47]。以上研究均表明在骨重塑過程中，破骨細胞與血管生成相互聯系，然而需進一步研究確定具體分子機制，明確破骨細胞誘導的血管生成參與的生理或病理過程。
4 小結與展望
近年來關于破骨細胞功能的研究取得了顯著進展。破骨細胞除了介導骨吸收外，還具有多種其他功能。其可通過骨基質調節因子、雙向信號、細胞因子3種途徑調節成骨細胞，進而調節骨形成；其參與HSC微環境形成、HSC維持及動員，但該領域還存在不少爭議，尚未達成共識；破骨細胞還通過直接或間接方式參與骨組織血管生成過程。然而，破骨細胞耦聯因子作用于成骨細胞分化的哪一過程及其相對重要性、調節造血作用的精確機制、誘導的血管生成參與哪些生理或病理過程等問題仍有待進一步研究明確。因此還需進一步深入研究，全面認識破骨細胞功能將有助于為治療骨質疏松、多發性骨髓瘤骨病、延遲性骨愈合、骨壞死和骨關節炎等多種疾病提供新的藥物靶點和科學的治療策略。
骨組織主要包括成骨細胞、骨細胞、破骨細胞和骨襯細胞。破骨細胞是一種巨大的多核細胞，起源于骨髓中的造血干細胞（hematopoietic stem cells，HSC），在巨噬細胞集落刺激因子（macrophage colony stimulating factor，M-CSF）和NF-κB受體活化因子配基（receptor activator of NF-κB ligand，RANKL）的作用下分化成熟，在骨重塑過程中發揮著主要作用[1]。破骨細胞一直被認為是骨吸收細胞，除了參與骨吸收過程，幾乎無其他功能。但近年研究發現，破骨細胞和破骨前體細胞除吸收骨基質外，還具有其他作用，包括調節骨形成、造血作用和血管生成過程，相關領域已成為研究熱點。現從破骨細胞調節骨形成、造血作用和血管生成過程等三大方面對此領域的研究進展予以綜述。
1 破骨細胞對骨形成的調節作用
目前抗骨質疏松藥大多是通過抑制破骨細胞介導的骨吸收達到治療效果，如阿侖膦酸鈉、唑來膦酸鈉、狄諾賽麥等。研究發現此類抗骨質疏松藥抑制骨吸收的同時削弱了骨形成作用，長期使用可能導致骨骼密度降低、脆性增加。原因可能是破骨細胞與成骨細胞存在耦聯機制，藥物抑制破骨細胞的同時減少了破骨細胞源性耦聯因子的產生。因此研究破骨細胞與成骨細胞的耦聯機制有助于研發新的藥物靶點，開發出更符合正常生理狀態下骨骼代謝過程的藥物。
1.1 破骨細胞通過骨基質調節因子調節成骨細胞
關于破骨細胞依賴性耦聯機制的研究最初是從骨基質生長因子開始的。破骨細胞分泌組織蛋白酶K（cathepsin K，CTK）和鹽酸溶解骨質，同時激活骨質中的調節因子，包括TGF-β和IGF-1等；TGF-β產生后作用于破骨細胞，促進其分泌CXC趨化因子受體16（CXC chemokine ligand 16，CXCL16）和白血病抑制因子（leukemia inhibitory factor，LIF）；CXCL16和LIF結合至成骨細胞表面相應受體，促進其遷移到骨吸收部位，促進骨質形成[2]。TGF-β1還可誘導BMSCs遷移到骨吸收部位增加骨形成[3]。IGF-1則通過活化MSCs mTOR信號通路，促使其往成骨細胞方向分化[4]。
1.2 破骨細胞通過雙向信號調節成骨細胞
目前發現破骨細胞-成骨細胞之間存在雙向信號調節機制。破骨細胞表面EphrinB2配體與成骨前體細胞表面Eph4受體結合后可降低RhoA表達，抑制小三磷酸鳥苷水解酶，增強成骨細胞分化[5]。
1.3 破骨細胞分泌細胞因子調節成骨細胞
抗酒石酸酸性磷酸酶（tartrate-resistant acid phosphatase，TRAP）是破骨細胞的特征性標志物[6]，同時也是一種破骨細胞源性細胞因子。敲除TRAP基因的小鼠骨骼系統出現畸形[7]，體外實驗則顯示TRAP增加成骨細胞表達ALP活性[8]。Pederson等[9]研究表明，鞘氨醇1-磷酸（sphingosine 1-phosphate，S1P）在細胞質內被鞘氨醇激酶1磷酸化后，結合到成骨前體細胞表面S1P受體，募集成骨前體細胞到骨吸收部位，促進成熟成骨細胞的存活。S1P表達可受破骨細胞CTK調節，敲除CTK基因后，S1P產生增加，骨形成也隨之增強[10]。Garimella等[11]研究證明破骨細胞合成多種BMP，包括BMP-2、4、6、7，可促進骨吸收部位成骨細胞的募集、增殖與分化。破骨細胞還可合成并分泌其他調節因子，如膠原三股螺旋重復蛋白1（collagen triple helix repeat containing 1，CTHRC1）、肝細胞生長因子（hepatocyte growth factor，HGF）和PDGF-BB。CTHRC1可促進成骨細胞分化[12]； HGF則通過PI3K、Akt、Src和AP-1等多種信號途徑誘導成骨細胞產生骨橋蛋白（osteopontin，OPN），刺激成骨細胞增殖[13-14]；而PDGF-BB發揮相反作用，抑制成骨細胞形成[15]。
2 破骨細胞調節造血作用
多發性骨髓瘤患者破骨細胞過度活躍，常出現溶骨性損害、病理性骨折、骨質疏松、高鈣血癥等骨病癥狀。雙膦酸鹽廣泛應用于骨質疏松治療，可抑制破骨細胞活性，因此雙膦酸鹽常用于治療多發性骨髓瘤病。由于破骨細胞參與造血作用，因此雙膦酸鹽可能對患者造血系統造成不利影響。深入探究破骨細胞與造血系統的相互關系，有利于優化多發性骨髓瘤患者的治療方案。
2.1 造血微環境的形成
骨髓腔是HSC定居的場所，而破骨細胞負責制造骨髓腔，因此破骨細胞功能喪失或分化障礙常導致骨髓腔變窄消失、造血組織稀少[16]。破骨細胞功能正常、數量減少的骨骼石化病患者骨髓病理檢查可見造血組織稀少[17]，然而在破骨細胞功能異常、數量正常的骨骼石化病患者則可見異常纖維化組織[18]，推測功能異常的破骨細胞導致骨髓纖維化，間接抑制造血作用。以上結果提示破骨細胞參與骨髓造血微環境的形成，后續的遺傳學研究也證實這一點。NF-κB受體活化因子（receptor activator of NF-κB，RANk）、RANKL、c-Fos、M-CSF等基因是破骨細胞分化成熟過程中的關鍵基因，而T細胞免疫調節因子1（T-cell immune regulator 1，Tcirg1）基因則與破骨細胞吸收骨質功能密切相關。敲除上述基因的小鼠破骨細胞分化發育異常、溶骨功能障礙，并且出現小鼠骨髓造血作用低下以及髓外造血的現象[19-22]。Mansour等[23]通過分析Tcirg1基因缺陷性小鼠，發現破骨細胞活性喪失可導致HSC植入骨髓障礙，恢復破骨細胞活性則可修復HSC微環境的缺陷。另外，破骨細胞還通過成骨細胞間接調控HSC微環境的形成，主要是因為破骨細胞可誘導成骨細胞的分化，而成骨細胞已被證實是HSC微環境形成的重要因素[24]。
2.2 HSC數量與功能的維持
HSC具有自我更新、分化和保持靜止的功能，保持這些功能的穩態平衡對于維持HSC的功能非常重要。HSC微環境與細胞外基質之間通過復雜的相互作用，特異性地調節干細胞的生物活性。由于成骨細胞是調節HSC微環境的關鍵組分，而鍶鹽可增加成骨細胞數量、增強成骨細胞活性[25-26]，因此理論上使用鍶鹽可改變HSC數量，然而實際上鍶鹽干預后HSC數量并未發生明顯變化[27]。由于鍶鹽本身也可抑制破骨細胞活性，提示破骨細胞參與HSC的維持[27]。為驗證這一假說，現有研究方法之一是通過藥理學途徑抑制破骨細胞活性，觀察HSC數量。Lymperi等[28]給小鼠注射阿侖膦酸鈉以抑制破骨細胞活性，發現小鼠骨髓腔中HSC減少；而Miyamoto等[20]給小鼠注射阿侖膦酸鈉后，HSC數量反而增加，動員能力增強。另一研究方法則是通過構建基因敲除小鼠，然而對骨骼石化的基因敲除小鼠分析也出現了矛盾結果。Shivtiel等[29]發現破骨細胞通過與骨髓基質細胞相互作用間接影響骨髓祖細胞池數量，提示破骨細胞參與HSC數量的維持。但有研究者提出了不同見解，Miyamoto等[20]分析了M-CSF、 c-Fos和RANKL基因缺陷性小鼠，認為破骨細胞不是維持HSC必需的要素。骨內膜區鈣離子濃度高于中央骨髓處，而HSC表面表達鈣敏感受體（calcium-sensing receptor，CaR），從而定位于骨內膜區。敲除CaR基因后，HSC無法黏附到細胞外基質蛋白Ⅰ型膠原，遷移至骨髓內皮微環境能力存在缺陷[30]。由于破骨細胞可通過溶解骨質升高細胞外鈣離子濃度，提示破骨細胞通過鈣離子維持HSC功能穩態。Flores等[21]分析了Tcirg1、RANK基因缺陷性小鼠，HSC的植入能力無明顯變化，認為破骨細胞對于HSC的維持作用并不明顯。破骨細胞與HSC穩態維持之間的關系這一領域研究目前尚處于起步階段，各研究報道出現了矛盾結果，無法得出明確結論，有待進一步探索。
2.3 HSC的動員
在非應激狀態下只有極少數HSC存在于血液與淋巴液中；而應激狀態（如感染、出血等）下，HSC從骨髓釋放、增殖和分化為成熟血細胞。粒細胞集落刺激因子（granulocyte colony-stimulating factor，G-CSF）可用于促進HSC的動員[31]。對小鼠或人類注射過量G-CSF可增強破骨細胞活性、導致骨質疏松，提示破骨細胞可能參與HSC的動員過程[32]。Kollet等[33]研究顯示破骨細胞借助于其分泌的CTK與基質金屬蛋白酶9（matrix mettal loproteinase 9，MMP-9）促進HSC動員。MMP-9與CTK裂解存在于成骨細胞表面與細胞外基質的基質細胞衍生因子（stromal-derived factor 1，SDF-1）、干細胞因子1（stem cell factor 1，SCF-1）和OPN，削弱SDF-1、OPN、SCF-1對HSC的錨定能力，從而促進HSC向外周動員。CTK與MMP-9的抑制劑可削弱HSC動員間接證實了這一點。活化的破骨細胞還以MMP-9依賴性的方式增加內皮通透性，有利于鄰近干細胞遷移、動員到外周血液[33]。MMP-9還促進骨髓基質細胞釋放c-Kit配體，促使HSC轉變為增殖狀態[34]。Miyamoto等[20]則提出異議，認為破骨細胞可能是造血系統的負調節因子。骨保護素（osteoprotegerin，OPG）可與RANKL結合競爭性抑制RANKL與RANK之間的結合，從而抑制破骨細胞的增殖與分化[35]。敲除OPG基因后，破骨細胞過度活躍，HSC數量反而下降；敲除小鼠c-Fos、RANKL、M-CSF基因，或者注射阿侖膦酸鈉、RANKL中和抗體以抑制破骨細胞活性，HSC動員水平并未下調，說明破骨細胞活性與造血活性一定程度上成負相關關系。破骨細胞不是HSC動員所必需的要素，可能是造血系統的負調節因子。上述矛盾結果提示破骨細胞與HSC動員之間存在更復雜的聯系，目前尚不能完全闡明兩者之間的關系，有待進一步探索。
3 破骨細胞促進血管生成
血管生成在生理性骨生長、骨重塑與骨疾病發展過程中起重要作用。深入研究破骨細胞與血管生成的內在聯系，有助于骨質疏松、延遲性骨愈合、骨壞死和骨關節炎等多種疾病的治療研究。
3.1 破骨細胞直接分泌血管生成因子
VEGF是一類重要的血管生成因子，其具有促進骨組織血管化的作用[36]；在破骨細胞分化過程中，VEGF通過NF-κB/低氧誘導因子1信號途徑使表達得到上調[37]。BMP-7是BMPs中的一種，通過促進VEGF的產生間接促進內皮細胞存活能力及誘導血管生成[38]，已有研究表明破骨細胞可表達BMP-7[11]。EGF是另一類重要的血管生成因子，文獻報道破骨細胞分化過程中表達多種EGF，包括肝素結合表皮生長因子樣生長因子、雙調蛋白、表皮調節素和神經調節素[39]。2014年，Xie等[40]證實破骨前體細胞分泌PDGF-BB。PDGF-BB可誘導骨組織內血管的形成，通過旁分泌方式促進MSCs增殖遷移，形成成骨細胞[41]。因此破骨細胞可直接分泌血管生成因子，并且其誘導的血管生成過程與骨形成作用緊密相連，開辟了骨質疏松研究的新方向。
3.2 破骨細胞間接促進血管生成
TFG-β通過結合潛在TGF結合蛋白1（latent TGF-β-binding protein 1，LTBP1）儲存于細胞外基質[42]，可上調VEGF表達、吸引周圍內皮細胞，促進血管形成[43]。Dallas等[44]證實破骨細胞分泌的MMP-9可水解LTBP1，活化TGF-β，提示破骨細胞通過活化TGF-β間接促進血管生成。在骨折修復過程中，成熟破骨細胞可產生乙酰肝素酶[45]；肝素酶降解細胞外基質的主要組分硫酸乙酰肝素蛋白聚糖，釋放肝素結合生長因子，包括VEGF和bFGF，促進血管形成，同時調節破骨細胞與成骨細胞活性[46]。Cackowski等[47]首次在移植骨組織上和實驗動物體內證實破骨細胞刺激血管生成的作用依賴于其釋放的MMP-9。MMP-9通過誘導破骨細胞遷移、增加局部細胞數量、增強活性的方式刺激血管生成。局部破骨細胞數量增加、活性增強，其分泌血管生成因子也隨之增加[47]。以上研究均表明在骨重塑過程中，破骨細胞與血管生成相互聯系，然而需進一步研究確定具體分子機制，明確破骨細胞誘導的血管生成參與的生理或病理過程。
4 小結與展望
近年來關于破骨細胞功能的研究取得了顯著進展。破骨細胞除了介導骨吸收外，還具有多種其他功能。其可通過骨基質調節因子、雙向信號、細胞因子3種途徑調節成骨細胞，進而調節骨形成；其參與HSC微環境形成、HSC維持及動員，但該領域還存在不少爭議，尚未達成共識；破骨細胞還通過直接或間接方式參與骨組織血管生成過程。然而，破骨細胞耦聯因子作用于成骨細胞分化的哪一過程及其相對重要性、調節造血作用的精確機制、誘導的血管生成參與哪些生理或病理過程等問題仍有待進一步研究明確。因此還需進一步深入研究，全面認識破骨細胞功能將有助于為治療骨質疏松、多發性骨髓瘤骨病、延遲性骨愈合、骨壞死和骨關節炎等多種疾病提供新的藥物靶點和科學的治療策略。