劉純，周星宇，楊世榕，李仲偉，賈瑩

貴州醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院，貴州 貴陽 550004

氟是自然界廣泛分布的元素之一，適宜量的氟對人體具有益處，它參與人體骨骼和牙齒的生長，但當(dāng)人體氟含量超出正常值，則會(huì)造成氟蓄積甚至氟中毒。全球25 個(gè)國家，超過2 億人有氟中毒風(fēng)險(xiǎn)。氟中毒可對牙齒、骨骼、軟組織以及神經(jīng)系統(tǒng)等造成損害，影響人體美觀、生理功能甚至喪失正常生活能力［1-3］。氟對骨的生成與吸收具有雙向性特征：既可以加強(qiáng)成骨活動(dòng)，造成骨硬化，又可促進(jìn)骨吸收，導(dǎo)致骨質(zhì)疏松；但總體而言，主導(dǎo)作用是促進(jìn)成骨活動(dòng)增強(qiáng)［4］。氟暴露后，機(jī)體內(nèi)各類因子發(fā)揮作用，相應(yīng)的信號(hào)通路發(fā)生改變，引起成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞增殖分化、活性和功能的改變，從而表現(xiàn)出不同的骨相損害。這一疾病表現(xiàn)受多條信號(hào)通路的多維調(diào)控，因此對氟中毒信號(hào)調(diào)控機(jī)制開展研究，對明確相關(guān)疾病的發(fā)病機(jī)制、制定相應(yīng)防治措施至關(guān)重要。本文將對近年氟化物對骨組織在不同信號(hào)通路的影響及信號(hào)間串?dāng)_形成的網(wǎng)絡(luò)交互調(diào)控作用進(jìn)行闡述。

1 氟對骨組織信號(hào)通路的影響

1.1 刺猬（hedgehog，Hh）信號(hào)通路

Hh 信號(hào)首先在果蠅中發(fā)現(xiàn)。高等脊椎動(dòng)物體內(nèi)編碼Hh 蛋白的基因有三種，分別是音速刺猬因子（sonic hedgehog，SHh）、沙漠刺猬因子（desert hedgehog，DHh）、印度刺猬因子（Indian hedgehog，IHh）。Hh 信號(hào)通路既參與軟骨祖細(xì)胞的定型、增殖與分化的調(diào)控，也參與成骨細(xì)胞分化，影響正常骨組織的形成［5］。Hh 信號(hào)通路的核心組成部分包括分泌型糖蛋白配體Hh、兩種主要的膜蛋白受體—即跨膜蛋白受體（patched，Ptch）和跨膜蛋白（smoothened，Smo）、鋅指轉(zhuǎn)錄因子（gliomaassociated oncogene homolog，Gli）及下游目的基因。當(dāng)Ptch 與SHh 配體結(jié)合后，它對Smo 的抑制作用被解除。當(dāng)Hh 缺乏［6］，Hh 配體不與其受體Ptch 結(jié)合時(shí)，Ptch 對Smo 起抑制作用。這時(shí)，Smo 下游全長的Gli 轉(zhuǎn)錄激活子受多種激酶作用而發(fā)生磷酸化，以羧基端被截短形式進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)，被蛋白酶體剪切成截短的轉(zhuǎn)錄抑制子形式，抑制SHh靶基因轉(zhuǎn)錄。當(dāng)Hh存在時(shí)［7］，Hh 與Ptch 相結(jié)合，Ptch 對Smo 抑制作用則解除。全長Gli 蛋白進(jìn)入核內(nèi)，激活下游轉(zhuǎn)錄基因，促使軟骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞增殖分化。由此可見，整個(gè)信號(hào)通路中，Hh 配體及Smo 所起到的是正調(diào)節(jié)作用，而Ptch 則發(fā)揮負(fù)調(diào)節(jié)作用，轉(zhuǎn)錄因子Gli 能夠反映Hh 信號(hào)通路活化的程度［8］。此外，近年發(fā)現(xiàn)，Hh還存在非經(jīng)典通路，包括：（1）由Ptch 啟動(dòng)但不依賴Smo 蛋白信號(hào)通路，通過調(diào)節(jié)細(xì)胞周期蛋白（cell cycle protein，Cyclin）在細(xì)胞內(nèi)的定位發(fā)揮對細(xì)胞周期的調(diào)控作用；（2）依賴Smo 蛋白直接激活信號(hào)通路，可通過激活ras 同源家族成員A（ras homolog family member A，RhoA）調(diào)節(jié)多種細(xì)胞的肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架，進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)和遷移；（3）不依賴Hh 配體、Ptch 以及Smo，由Gli 蛋白直接激活信號(hào)通路三種模式［9］。

研究表明，氟中毒大鼠模型多器官氟損傷的發(fā)生與Hh 信號(hào)通路表達(dá)改變相關(guān)。在氟中毒大鼠肝臟組織中，可以檢測到SHh和Gli1基因的mRNA 表達(dá)高于對照組，并且在大量肝臟實(shí)驗(yàn)中均可發(fā)現(xiàn)以上相關(guān)蛋白的表達(dá)［10］。不僅肝臟，在軟骨組織中也有同樣表達(dá)，且隨染氟濃度改變而變化。鄧超男等［11］對大鼠進(jìn)行染氟處理，同時(shí)加以腹腔注射Hh 信號(hào)通路特異性阻斷劑環(huán)巴胺，發(fā)現(xiàn)隨染氟濃度增加，大鼠軟骨組織中SHh、Smo、Gli1 表達(dá)逐漸增強(qiáng)，而注射阻斷劑的大鼠骨組織Gli1 表達(dá)則較單純?nèi)痉笫竺黠@降低，大鼠出現(xiàn)不同程度的軟骨骨化及細(xì)胞凋亡等關(guān)節(jié)軟骨損傷，其機(jī)制可能與Hh 信號(hào)通路蛋白表達(dá)改變及軟骨細(xì)胞凋亡有關(guān)。同樣的結(jié)果在成骨細(xì)胞培養(yǎng)過程中以氟化物和環(huán)巴胺進(jìn)行干預(yù)的實(shí)驗(yàn)中得以驗(yàn)證［12］。以上實(shí)驗(yàn)提示Hh信號(hào)通路可調(diào)控軟骨的增殖、分化，干預(yù)軟骨和骨的形成，而氟離子可通過調(diào)節(jié)SHh 和Gli等因子異常表達(dá)來調(diào)控Hh 信號(hào)通路，導(dǎo)致氟中毒的發(fā)生。

Rho激酶（rho-associated coiled-coil-forming kinases，ROCK）是小G 蛋白R(shí)ho 相關(guān)激酶，被認(rèn)為是Rho/ROCK信號(hào)通路的最核心成員，使用氟化鈉能夠顯著增強(qiáng)大鼠股骨中ROCK-1 的基因和蛋白表達(dá)，表明Rho/ROCK參與了氟化鈉誘導(dǎo)的骨細(xì)胞凋亡［13］。在氟暴露的人群中，隨著氟含量的增加，Cyclin D1 的mRNA 轉(zhuǎn)錄和蛋白表達(dá)逐漸增加。經(jīng)氟化鈉處理的人成骨細(xì)胞中，Cyclin D1 的表達(dá)同樣增加，促進(jìn)了氟誘導(dǎo)的成骨細(xì)胞活化［14］。因此，有理由推測，氟同樣可以通過Hh非經(jīng)典信號(hào)通路調(diào)控成骨細(xì)胞活化及凋亡，促進(jìn)氟骨癥的發(fā)生。

1.2 Wnt/β-連環(huán)蛋白（β-catenin）

Wnt 信號(hào)通路是一條保守信號(hào)傳導(dǎo)通路，由經(jīng)典及非經(jīng)典兩類通路組成，有19 個(gè)成員已被確認(rèn)。經(jīng)典Wnt 信號(hào)通路為Wnt/β-catenin 途徑，調(diào)控干細(xì)胞的多能分化、器官的發(fā)育和再生，對胚胎骨骼的發(fā)育及出生后骨的生長具有至關(guān)重要的作用［15］。Wnt 是該信號(hào)通路的關(guān)鍵啟動(dòng)因子，核心因子β-catenin 主要位于細(xì)胞膜，而在胞漿中游離量較少。缺乏Wnt 時(shí)，β-catenin 在支架蛋白、糖原合成酶激酶3β（glycogen synthasc kinase-3β，GSK-3β）等形成的復(fù)合體的作用下被磷酸化，最后被泛素化降解。當(dāng)Wnt 存在時(shí)，低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白5/6（low density lipoprotein receptor related protein 5/6，LRP5/6）、Wnt 和膜受體卷曲蛋白形成的復(fù)合體將GSK 從磷酸化β-catenin 轉(zhuǎn)移至LRP5/6，使得β-catenin 聚集，從而胞漿內(nèi)得以穩(wěn)定存在，然后進(jìn)入胞核后，與T 細(xì)胞因子/淋巴增強(qiáng)因子（T cell factor/lymphoid enhancer factor，TCF/LEF）相互作用促進(jìn)靶基因表達(dá)［16-17］。但在該通路的初始階段，分泌性糖蛋白1（dickkopf-related protein 1，Dkk1）能夠在細(xì)胞外就與Wnt蛋白輔助受體LRP5/6結(jié)合，從源頭上阻斷Wnt/β-catenin 通路。

有研究表明長時(shí)間暴露于高氟環(huán)境可導(dǎo)致Wnt通路的細(xì)胞外拮抗劑Dkk1 降低，Wnt/β-catenin 信號(hào)被激活，GSK-3β 活性降低，β-catenin 的表達(dá)增多，加速了骨基質(zhì)分泌成骨細(xì)胞的進(jìn)程，證明了Wnt/β-catenin 信號(hào)可能調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞的增殖和成熟［18-19］。Zeng 等［20］對196 名高氟地區(qū)暴露者進(jìn)行采樣分析，發(fā)現(xiàn)隨著氟暴露量的增加，Wnt 信號(hào)抑制劑Dkk1 的含量逐漸降低，而GSK-3β、β-catenin 的濃度和成骨分化的重要生化指標(biāo)Ⅰ型膠原A1 與骨堿性磷酸酶的濃度卻增加，同樣表明氟可以通過減少Wnt 信號(hào)抑制因子Dkk1 的表達(dá)來激活Wnt 信號(hào)，從而促進(jìn)骨形成；但GSK-3β 在以上兩次實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)截然相反的結(jié)果，猜測可能是信號(hào)通路中、下游的因子存在負(fù)反饋調(diào)節(jié)而導(dǎo)致的。Chu 等［21］、Zhan 等［22］的研究提供了體內(nèi)和體外證據(jù)，證明氟化物可誘導(dǎo)Wnt/β-catenin信號(hào)的異常激活，促進(jìn)β-catenin 在細(xì)胞核內(nèi)的聚集，積累的β-catenin 進(jìn)入細(xì)胞核并與LEF1 形成復(fù)合物，從而激活一系列靶基因的轉(zhuǎn)錄，增加小鼠松質(zhì)骨形成和Wnt3a、GSK-3β 和Runt 相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2（runtrelated transcription factor 2，Runx2）蛋白表達(dá)；當(dāng)抑制β-catenin 時(shí)，氟誘導(dǎo)成骨同樣表現(xiàn)出抑制現(xiàn)象，揭示了氟誘導(dǎo)成骨細(xì)胞異常激活的潛在機(jī)制，驗(yàn)證了β-catenin 是介導(dǎo)成骨細(xì)胞活力和分化的中樞分子，其在細(xì)胞質(zhì)中的積累和核定位對Wnt/β-catenin 信號(hào)通路的激活至關(guān)重要。

1.3 Notch

Notch 通路是一條進(jìn)化高度保守的信號(hào)通路，一種在間充質(zhì)/成骨細(xì)胞譜系中調(diào)節(jié)自我更新和分化的細(xì)胞間通信通路。哺乳動(dòng)物中有4個(gè)同源受體和5個(gè)同源配體，其中同源受體是Notch1～4，都是Ⅰ型跨膜蛋白，均由胞內(nèi)區(qū)（Notch intracellular domain，NICD）、跨膜區(qū)和胞外區(qū)（Notch extracellular domain，NECD）組成。Notch同源配體（Delta/Serrate/LAG-2，DSL）都是Ⅰ型跨膜蛋白，分為Delta like與Jagged-1/2。Jagged-1是一種有效的骨誘導(dǎo)蛋白，可積極調(diào)節(jié)動(dòng)物創(chuàng)傷后骨愈合。Notch 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)無須第二信使和蛋白激酶的參與，可直接接收鄰近細(xì)胞的信號(hào)并傳到細(xì)胞核，激活相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)。當(dāng)NICD 未釋放時(shí)，核結(jié)合蛋白（CBF1 suppressor of hairless-lag1，CSL）是一個(gè)轉(zhuǎn)錄抑制因子；當(dāng)Notch 受體接收到相鄰細(xì)胞膜上的DSL 信號(hào)后，Notch 受到兩種連續(xù)的蛋白裂解影響，去整合素金屬蛋白酶10（a disintegrin and metalloprotease 10，ADAM10）或腫瘤壞死因子-α轉(zhuǎn)換酶（TNF-α converting enzyme，TACE）釋放出NECD，然后γ 分泌酶釋放出NICD，NICD 進(jìn)入胞核與CSL 蛋白形成復(fù)合物，將原來的“協(xié)同抑制復(fù)合物”轉(zhuǎn)換為“協(xié)同活化復(fù)合物”，形成活化復(fù)合物并驅(qū)動(dòng)下游靶的轉(zhuǎn)錄［23］。

Notch 受體是細(xì)胞命運(yùn)和功能的決定因素，調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞分化，并在骨骼發(fā)育和骨骼重塑中起著核心作用［24-25］。陳修文等［26］在大鼠飼氟6 個(gè)月后，取骨進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)高氟組大鼠的Notch、Jagged-1 蛋白水平表達(dá)明顯呈下降表現(xiàn)，而且與染氟劑量呈相關(guān)性，推測過量氟會(huì)通過抑制Notch、Jagged-1 來增加成骨細(xì)胞的分化，從而表現(xiàn)出骨質(zhì)硬化。氟與Notch 通路關(guān)系的研究還處于空白區(qū)域較多的階段，有待學(xué)者進(jìn)一步深入了解其在基因和蛋白質(zhì)水平的作用。

1.4 核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB）受體激活子（receptor activator of the nuclear factor-κB，RANK）/ NF-κB受體活化因子配體（NF-κB receptor activator ligand，RANKL）/骨保護(hù)素（osteoprotegerin recombinant protein，OPG）

RANK 是RANKL 的唯一受體，是腫瘤壞死因子受體家族中的成員，是一種I 型跨膜蛋白，RANK 通過與RANKL 結(jié)合發(fā)揮調(diào)節(jié)骨吸收的關(guān)鍵作用。OPG 作為一種分泌型糖蛋白，由成骨細(xì)胞分化，能夠以二聚體的形式競爭性結(jié)合RANKL，使RANKL 喪失與RANK 結(jié)合的功能性，抑制破骨細(xì)胞分化成熟，使骨代謝向著骨硬化方向發(fā)展，RANKL/OPG 濃度的比值調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞的形成［27-28］。巨噬細(xì)胞集落刺激因子（macrophage colony-stimulating factor，M-CSF）和RANKL 對于啟動(dòng)破骨細(xì)胞分化必不可少，在M-CSF 的介導(dǎo)下，RANKL結(jié)合在破骨細(xì)胞前體的受體RANK，從而啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，促進(jìn)破骨細(xì)胞成熟與分化［29］。

RANK/RANKL/OPG 骨轉(zhuǎn)換軸被認(rèn)為是骨改建過程中調(diào)解骨吸收的“終極通路”。孫秀娟等［30］建立大鼠氟中毒模型組中，M-CSF 明顯高于其他組，證明氟化物能夠促進(jìn)骨吸收，但具體的機(jī)制沒有進(jìn)行說明。也有學(xué)者研究報(bào)道，用環(huán)肽F可以干擾M-CSF和RANKL信號(hào)的共同影響因子原癌基因c-Fos，M-CSF誘導(dǎo)分化階段難以分化破骨細(xì)胞，但RANKL相較而言誘導(dǎo)較易［31］。將RANKL 的誘餌受體OPG基因敲除，小鼠的顳骨切片在光鏡下觀察，出現(xiàn)了局灶性高細(xì)胞區(qū)域，顯示出骨吸收和沉積，并且含有多核破骨細(xì)胞［32］。從分子層面來看，建立骨細(xì)胞-破骨細(xì)胞共同培養(yǎng)模型后，發(fā)現(xiàn)隨著氟濃度的增加，轉(zhuǎn)化生長因子β1 表達(dá)升高，OPG 競爭性抑制得到加強(qiáng)，從而抑制破骨細(xì)胞分化和成熟，骨吸收被減弱，導(dǎo)致氟骨癥的發(fā)生［33］。由此可見RANKL 才是誘導(dǎo)破骨細(xì)胞分化，促進(jìn)骨吸收的關(guān)鍵因子，M-CSF 只是起階段性介導(dǎo)作用。在氟干預(yù)下M-CSF、RANKL對骨吸收的調(diào)控得到增強(qiáng)，而隨著氟濃度的增加，OPG的競爭性抑制逐步表現(xiàn)出優(yōu)勢。

1.5 甲狀旁腺激素（parathyroid hormone，PTH）

PTH 是甲狀旁腺分泌的維持體內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)的激素，其分泌主要受血漿Ca2+濃度的調(diào)節(jié)。PTH 主要與PTH受體（parathyroid hormone-related protein，PTHrP）結(jié)合而發(fā)揮其生物功能，PTH I 型受體是II 型G 蛋白偶聯(lián)受體，在骨組織中，能夠表達(dá)PTH I型受體的細(xì)胞主要為成骨細(xì)胞系［34］。多項(xiàng)研究以證實(shí)，氟化物增加骨對PTH 作用的抵抗力，PTH 及其PTH I 型受體在氟骨癥中具有重要影響，成骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞前體表面有PTH I 型受體，因此PTH 可以直接作用；而破骨細(xì)胞表面沒有相應(yīng)受體，只能夠通過成骨細(xì)胞和骨細(xì)胞來進(jìn)行間接作用［35］。氟中毒常繼發(fā)甲狀旁腺功能亢進(jìn)，當(dāng)機(jī)體缺鈣時(shí)，PTH 分泌增多，氟化物增加骨骼對PTH 作用的抵抗力，可能降低降鈣素分泌，從而引發(fā)代償性PTH 活性［36-37］。PTH 的效應(yīng)取決于細(xì)胞暴露在PTH 的周期性和劑量大?。洪g歇性低劑量給予PTH，可以促進(jìn)成骨細(xì)胞分化和礦化，骨量得以增加；持續(xù)暴露于高劑量PTH 時(shí)，骨骼產(chǎn)生分解，骨吸收占主導(dǎo)［38］。PTH 對骨影響的作用機(jī)制已經(jīng)在臨床上得到應(yīng)用，在骨質(zhì)疏松的治療中取得良好療效。

2 交互調(diào)控

信號(hào)的激活或抑制不是僅在其本身信號(hào)通路內(nèi)的分子中以線性方式完成的，而是多條信號(hào)通路成員或分子相串?dāng)_，形成龐大而復(fù)雜的效應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，以協(xié)調(diào)或拮抗的方式控制細(xì)胞內(nèi)的各種生物過程，交互調(diào)控（cross-talking），共同完成細(xì)胞生理功能［39］。

Hh 信號(hào)主要在軟骨膜和關(guān)節(jié)軟骨中表達(dá)，由于Wnt 信號(hào)也在軟骨成骨中具有重要意義，為了驗(yàn)證兩者關(guān)系，研究人員檢測雙基因突變小鼠的Gli1等靶基因，證明了Hh 信號(hào)在Wnt/β-catenin 信號(hào)上游，并且經(jīng)過成骨細(xì)胞相關(guān)基因表達(dá)的檢測，證明了Wnt 在Hh 下游［5，40］。猜測可能是由于Hh 通路中Wnt 抑制因子-1（Wnt inhibitory factor 1，Wif-1）的出現(xiàn)，抑制了Wnt/β-catenin 通路，使β-catenin 降解無法聚集，靶基因無法完成轉(zhuǎn)錄［41］。從骨形成角度來看，膜內(nèi)骨化過程，Hh 信號(hào)作用并不明顯；軟骨內(nèi)骨化過程則Hh 信號(hào)水平較高，可控制軟骨細(xì)胞肥大和成骨細(xì)胞分化，當(dāng)Hh 和Wnt/β-catenin 維持在一定水平，骨可以正常形成［42］。這也能夠體現(xiàn)出兩條信號(hào)通路存在串?dāng)_，但骨形成涉及的通路甚是復(fù)雜，此次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果究竟是以何種形式所造成，并無具體結(jié)果加以說明。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明Wnt 家族成員Wnt 能夠通過促進(jìn)OPG 的產(chǎn)生來抑制破骨細(xì)胞的生成，而Wnt 信號(hào)抑制因子Dkk 的過表達(dá)降低了Wnt、β-catenin 蛋白的水平，從而促進(jìn)了RANKL/OPG 值和成骨細(xì)胞的凋亡；Dkk 通過影響成骨細(xì)胞增殖，成骨細(xì)胞前分化為成熟成骨細(xì)胞和新的骨基質(zhì)形成來調(diào)節(jié)骨形成過程［43-44］。

Sun 等［45］建立了PTH基因敲除小鼠和野生型小鼠股骨骨折模型，利用實(shí)時(shí)聚合酶鏈反應(yīng)和蛋白質(zhì)免疫印跡等技術(shù)檢測內(nèi)源性PTH 的功能和機(jī)制，發(fā)現(xiàn)PTH 敲除組的RANKLmRNA 表達(dá)均低于野生組，說明其對破骨細(xì)胞的影響是間接產(chǎn)生的，PTH 是通過磷脂酰肌醇3 激酶/活化絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶B/轉(zhuǎn)錄活化子（phosphoinositide-3-kinase/serine-threonine proteinkinase B/signal transducer and activator of transcription 5，PI3K/AKT/STAT5）信號(hào)通路來促進(jìn)成骨細(xì)胞分泌RANKL，從而影響破骨細(xì)胞的數(shù)量和功能，這一系列試驗(yàn)共同說明PTH 是促進(jìn)骨吸收的。Yu 等［46］的研究支持這一結(jié)論。PTH 被證明是硬骨素（sclerosteosis，SOST）的抑制劑，在經(jīng)典Wnt 通路的上游，SOST 可以搶占LRP5/6 復(fù)合體的結(jié)合位點(diǎn)，直接阻斷這一通路［47］。由此可說明Wnt 經(jīng)典通路在PTH和Hh 信號(hào)通路中都在下游起作用［48］。將氟和PTH 作為共同處理因素，與單獨(dú)氟處理相比，PTH 和氟共同處理的分組SOST 和Dkk1 得到了反向增加表達(dá)，同時(shí)在這項(xiàng)研究中，RANKL 蛋白的表達(dá)水平上調(diào)，降低了OPG 表達(dá)，這導(dǎo)致RANKL/OPG 值顯著增加［26，49］。染氟之后，PTH 相關(guān)蛋白等相關(guān)分子的表達(dá)顯著增加，PTHrP 對IHh表達(dá)的抑制作用增強(qiáng)，從而使IHh表達(dá)下降，抑制了IHh/PTHrP反饋環(huán)，抑制了軟骨內(nèi)骨化［50］。

有研究顯示，RANKL在破骨細(xì)胞分化過程中誘導(dǎo)了Jagged-1和Notch2表達(dá)。而Notch2 NICD的異位表達(dá)促使活化T-細(xì)胞核因子1活性增強(qiáng)，OPG/RANKL比例降低，誘導(dǎo)的破骨細(xì)胞生成。這些結(jié)果表明Notch 信號(hào)在OPG/RANKL 的下游，活化T 細(xì)胞核因子是RANKL刺激Notch2-NF-κB 復(fù)合體的直接作用靶點(diǎn)，Notch 通過逐級(jí)信號(hào)協(xié)調(diào)NF-κB 間接激活破骨細(xì)胞［51］。但是該實(shí)驗(yàn)中有許多矛盾之處，需要進(jìn)一步的研究來確定Notch 信號(hào)傳導(dǎo)的分子機(jī)制在破骨細(xì)胞分化中的作用。Notch 抑制Wnt 活性，即使β-catenin 水平的正?；膊蛔阋酝耆孓D(zhuǎn)此作用，這是因?yàn)镹otch 胞內(nèi)域NICD 誘導(dǎo)了多毛/增強(qiáng)子-1（hairy/enhancer of split-1，HES-1）的表達(dá)增強(qiáng)。而HES-1 RNA 干擾實(shí)驗(yàn)表明，HES-1 在NICD 對Wnt/β-catenin 信號(hào)傳導(dǎo)的抑制作用中起著核心作用，HES-1 的參與抑制了Wnt/β-catenin 信號(hào)傳導(dǎo)和成骨細(xì)胞生成［52］。在Rallis 等［53］的研究中，觀察到Jagged-1 表達(dá)和Gli1 表達(dá)之間具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的相關(guān)性，由于Gli1 是Hh 通路激活的主要效應(yīng)分子，這種關(guān)聯(lián)可能表明兩條通路之間可能存在串話，這一概念需要進(jìn)一步研究。Notch 信號(hào)可能在上游功能控制Hh 反應(yīng)，在斑馬魚脊髓模式形成過程的實(shí)驗(yàn)中，抑制Hh 信號(hào)不影響Notch 通路活性，但Notch 信號(hào)的激活導(dǎo)致Hh 通路活性增強(qiáng)；對Notch 信號(hào)的抑制消除了脊髓中Hh 依賴和Hh 獨(dú)立的Gli1 表達(dá)，Notch信號(hào)允許神經(jīng)祖細(xì)胞通過Gli轉(zhuǎn)錄調(diào)控和Gli蛋白維持對Hh 信號(hào)做出反應(yīng)［54］。但這一表現(xiàn)主要存在于脊髓模式，在成骨細(xì)胞中是否也是同樣機(jī)制還未可知。圖1為氟對Hh、Wnt/β-catenin、Notch、RANKL/OPG和PTH 通路的影響及通路之間交互調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的示意圖。

圖1 氟對Hh、Wnt/β-catenin、Notch、RANKL/OPG和PTH通路的影響及通路之間交互調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的示意圖Figure 1 A schematic picture of the effects of fluoride on Hh,Wnt/β-catenin,Notch,RANKL/OPG,and PTH signaling pathways and the cross-talks among the pathways

3 展望

Hh、Wnt/β-catenin、Notch、RANKL/OPG 以及PTH代表著調(diào)節(jié)生長發(fā)育的基本途徑。迄今為止，對于這些信號(hào)通路在慢性氟中毒誘導(dǎo)骨轉(zhuǎn)換的分子機(jī)制主要都集中在信號(hào)通路的線性研究上。然而，許多研究表明，各信號(hào)通路的發(fā)生并非孤立的開展，而是相互串?dāng)_，交互調(diào)控。骨的形成或吸收，依靠信號(hào)通路間的協(xié)同效應(yīng)、競爭性抑制或者反饋調(diào)節(jié)，通過專注氟骨損害相關(guān)信號(hào)通路網(wǎng)絡(luò)連接點(diǎn)的分子，深入剖析它們之間的聯(lián)系，了解氟中毒的發(fā)病機(jī)制，有可能開發(fā)出更高效更具有特異性的靶向治療策略。