综述:放射性骨坏死中的破骨细胞:致病机制与新兴疗法

【字体: 时间:2025年08月07日 来源:Bone 3.6

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  这篇综述系统阐述了放射性骨坏死(ORN)中破骨细胞(osteoclasts)的异常活化机制及其靶向治疗策略。通过解析缺氧、免疫失调和细菌感染等病理微环境对破骨细胞功能的调控,揭示了氧化应激、代谢重编程、自噬和铁稳态等细胞适应性反应,为开发新型ORN干预方案提供了理论依据。

  

生物特性与病理特征

破骨细胞作为唯一具有骨吸收功能的细胞,在放射性骨坏死(ORN)中展现出反常的活化现象。尽管放疗会抑制成骨细胞(osteoblasts)的分化和骨形成能力,却意外地促进破骨细胞数量和活性增加。这种失衡源于放疗后成骨细胞分泌骨保护素(OPG)减少,导致RANKL/RANK信号通路持续激活,同时Ephrin-B2/EphB4轴对破骨细胞分化抑制作用的解除。

微环境调控机制

ORN病灶区呈现"三重打击"病理特征:

  1. 缺氧:放疗损伤血管导致组织氧分压降至<10 mmHg,通过HIF-1α上调促进破骨前体细胞趋化;

  2. 免疫失调:M1型巨噬细胞极化增加TNF-α分泌,激活NF-κB和NFATc1信号;

  3. 细菌感染:放线菌等病原体通过TLR2/4-MyD88通路刺激IL-6分泌,加速破骨细胞成熟。

细胞应激响应

破骨细胞通过独特适应性机制在放疗后存活:

  • 代谢重编程:糖酵解关键酶HK2和LDHA表达上调,ATP产量增加3倍;

  • 铁稳态失衡:膜铁转运蛋白FPN1下调导致细胞内铁超载,诱发脂质过氧化;

  • 自噬激活:LC3-II/LC3-I比值升高2.5倍,清除受损线粒体维持细胞功能。

治疗策略展望

当前临床尝试包括高压氧(HBO)和己酮可可碱+维生素E(PENTO)方案,但疗效有限。新兴靶向策略聚焦:

  1. 双膦酸盐-纳米颗粒靶向递送系统;

  2. 小分子抑制剂靶向Cathepsin K(CtsK);

  3. 铁螯合剂联合抗氧化剂干预铁死亡通路。

结论与展望

ORN中破骨细胞的"辐射抵抗"特性为治疗提供了新靶点。未来需开发多靶点联合治疗方案,同时建立标准化动物模型和临床分级体系以推动转化研究。

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