王 菲（綜述）， 王佐林（審校）

（上海牙組織修復(fù)與再生工程技術(shù)研究中心，同濟大學口腔醫(yī)學院，同濟大學附屬口腔醫(yī)院口腔種植科，上海 200072）

骨再生是由多種細胞參與的精細調(diào)控過程，其中，全身激素變化、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、血管形成、局部機械力（包括牙齒移動）、生長因子及細胞因子均可對該生理或病理過程產(chǎn)生影響[1-4]。 該過程涉及許多細胞類型及多種細胞內(nèi)和細胞外的分子信號通路，并具有確定的時間和空間順序，以實現(xiàn)具有特定結(jié)構(gòu)的骨骼再生及恢復(fù)骨骼肌功能。 CCN1/CYR61（cellular communication network factor 1/cysteine-rich protein 61）是基質(zhì)細胞蛋白CCN 家族中的一員，最初在血清刺激后的小鼠成纖維細胞中鑒定發(fā)現(xiàn)[5]。CCN1 是由生長因子誘導的即刻早期基因編碼的富含半胱氨酸的分泌型基質(zhì)蛋白，其相對分子質(zhì)量為42 000，在骨骼、心臟、肝臟、腎臟、胰腺、肺和胚胎等多種組織中均有表達[6]。 研究表明，CCN1 在心血管發(fā)育炎癥、 損傷修復(fù)和癌癥進展中起著關(guān)鍵性作用， 它存在于細胞外基質(zhì)中， 激活與細胞增殖、分化、衰老、凋亡、黏附及細胞外基質(zhì)合成相關(guān)的信號途徑。本文就CCN1/CYR61 在骨再生所涉及的各種生理活動中作用的研究進展作一綜述。

1 CCN1 對骨再生相關(guān)細胞的調(diào)控

現(xiàn)有研究表明，CCN 家族的6 個成員在調(diào)節(jié)骨內(nèi)微環(huán)境的常駐細胞及脊椎動物發(fā)育中的骨生成、軟骨生成、血管生成等生理過程中，都有著重要作用，可影響骨組織的形成和重塑，增加骨量，維持新生骨組織的穩(wěn)定性[7]。CCN1 在正常的成熟皮質(zhì)骨和骨小梁中均有表達，且在骨襯里細胞、立方狀的成骨細胞、 骨小梁和皮質(zhì)骨內(nèi)的骨細胞中， 均可見CCN1 的表達[4]。 在骨組織的整個修復(fù)階段，尤其是在纖維組織和骨膜中， 以及在增殖的軟骨細胞、成骨細胞和未成熟的骨細胞中，也可檢測到CCN1 高水平的蛋白表達[8]。 在山羊骨折模型中，CCN1 蛋白的表達在骨折愈合的早期（2 周時）上調(diào)，并隨著愈合時間的延長而降低，而骨折斷端固定穩(wěn)定性的降低會導致CCN1 蛋白表達下調(diào)及血管形成的減少，從而減緩愈合速度[9]。

1.1 CCN1 對成骨細胞的調(diào)控

CCN1 對成骨細胞的增殖、遷移、分化有促進作用，是骨形成中重要的信號分子。 Schutze 等[10]首次對人類基因hCCN1 的調(diào)控做出報道，在原代人成骨細胞和骨肉瘤細胞系中均可見CCN1 的表達，且1,25-（OH）2維生素 D3（1,25-（OH）2D3）、成纖維細胞生長因子、表皮生長因子、腫瘤壞死因子α、抑癌蛋白M 及促炎因子白細胞介素6、 白細胞介素1β 可上調(diào)CCN1 在成骨細胞中的表達[11]。hCYR61 可從成骨細胞中分泌至細胞外， 獨立發(fā)揮信號肽的作用，可有效促進成骨細胞的增殖、遷移和分化[12]。

CCN1 是 Wnt/β-catenin 信號轉(zhuǎn)導的直接靶標，同時，CCN1 也可以在其上游發(fā)揮作用，正向或負向調(diào)節(jié)Wnt 信號。 CCN1 在 Wnt3A 刺激的早期被上調(diào)，其在Wnt3A 誘導的早期成骨細胞分化中發(fā)揮重要作用[13]。 CCN1 也可通過 αvβ3/ILK/ERK 信號轉(zhuǎn)導途徑，上調(diào)BMP-2 的表達，促進成骨細胞的增殖、遷移及分化[14]。

1.2 CCN1 對軟骨細胞的調(diào)控

CCN1 對胚胎軟骨的正常生長、 分化及形態(tài)發(fā)生有重要作用，是軟骨發(fā)育和體內(nèi)穩(wěn)態(tài)過程中促進軟骨細胞成熟的重要調(diào)節(jié)劑。 CCN1 存在于軟骨形成過程中的胚胎間充質(zhì)層，促進軟骨形成，且重組CCN1 蛋白可有效促進細胞與細胞間的聚集及軟骨細胞的分化[15]。 CCN1 可作為 Wnt/β-Catenin 信號通路的下游靶標基因，促進其在原代胸骨軟骨細胞及在軟骨中的表達。在骨骼發(fā)育的后期階段，CCN1 在生長板的肥大軟骨中高表達，半月板/韌帶損傷后也可觀察到軟骨中CCN1 表達的增加[9]。

1.3 CCN1 對破骨細胞的調(diào)控

CCN1 對破骨細胞有負向調(diào)控作用。 在CCN1骨特異性敲除小鼠中，可觀察到破骨細胞的數(shù)量增加， 同時伴隨著RANKL mRNA 表達的明顯升高和OPG mRNA 表達的顯著降低[4]。體外試驗中，在破骨細胞與巨噬細胞內(nèi)沒有檢測到CCN1 的表達，且CCN1 不影響成熟破骨細胞行使骨吸收的功能，然而，它會抑制破骨細胞的增殖與分化，且這種影響不依賴于 αvβ3 和 αvβ5 整聯(lián)蛋白和 RANK 信號通路，其具體機制目前尚不清楚[16]。

1.4 CCN1 對間充質(zhì)干細胞的調(diào)控

間充質(zhì)干細胞的分化遷移是成骨生理過程中的重要環(huán)節(jié)，CCN1 可促進骨髓間充質(zhì)干細胞的增殖、遷移和分化[17]。 CCN1 在體外也可促進人類扁桃體間充質(zhì)干細胞向成骨細胞方向分化[18]。 然而其具體作用機制及其在體內(nèi)環(huán)境下對間充質(zhì)干細胞的調(diào)控有待進一步探究。

2 CCN1 對血管生成的作用

CCN1 是血管生成的重要調(diào)節(jié)劑， 在體外和體內(nèi)均有促進血管生成的作用，可調(diào)節(jié)胎盤中的血管分叉和胚胎中的大血管完整性[19]。 血管的生成需經(jīng)歷一系列生物學過程，包括內(nèi)皮細胞遷移、增殖、不成熟毛細血管的生成，血管內(nèi)壁細胞的募集、基底膜的生成，最終形成具有功能的血管[20]。 CCN1 骨特異性敲除小鼠中，也可觀察到血管數(shù)量的減少及血管內(nèi)皮生長因子A 表達的降低[4]。

CCN1 作為促血管生成調(diào)節(jié)劑， 可在缺氧條件下啟動轉(zhuǎn)錄。 CCN1 可以募集CD34+祖細胞并促進其增殖、遷移及分化，通過整合素 αvβ3、α6β1 受體促進人類微血管內(nèi)皮細胞黏附、增殖、遷移、存活和血管生成，實現(xiàn)血管再生。CCN1 可通過與整合素受體αvβ3 結(jié)合調(diào)控血管生成因子的表達[17]，研究表明，血管生成因子也可促進成骨細胞表達CCN1，成骨細胞表達的CCN1 可誘導毛細血管萌發(fā)， 促進體內(nèi)血管生成，促進骨折愈合。 由此可見，CCN1 可通過促進血管生成間接促進骨再生與骨愈合。

3 CCN1 在炎癥反應(yīng)過程中的作用

炎癥是骨骼修復(fù)中的關(guān)鍵過程，炎癥刺激可募集干細胞到損傷部位，刺激血管生成和成骨細胞分化，并參與骨骼再生的調(diào)控。 越來越多的證據(jù)表明，CCN1 參與炎癥反應(yīng)， 與多種自身免疫性疾病和慢性炎癥疾病，如系統(tǒng)性紅斑狼瘡、Graves 眼病、銀屑病、牛皮癬、類風濕性關(guān)節(jié)炎相關(guān)[20]。 然而，CCN1在骨生成炎癥反應(yīng)階段所起的作用尚待進一步探究。

綜上所述，CCN1 在骨組織愈合中，可通過對間充質(zhì)干細胞、成骨細胞、破骨細胞和軟骨細胞的調(diào)控，促進骨組織再生，同時，CCN1 有明顯的促血管生成作用，這對骨組織愈合有重要意義。由于CCN1在骨組織形成的整個過程中發(fā)揮重要調(diào)控作用，明確其在骨組織再生機制中的作用對骨再生的預(yù)后具有重要意義，并有助于深入理解骨腫瘤、關(guān)節(jié)炎等骨組織相關(guān)疾病的病理機制。