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学者们早已发现内皮细胞通过NO使血管平滑肌松弛,引起血管扩张,从而调节过高的血压和血流速度[17]。近来研究结果表明NO在转导机械应力对骨组织的刺激,促进骨形成中具有重要的作用。体内实验证实NO能调节骨组织受到机械应力刺激后产生的适应性变化[18,19]。大量的研究报道成骨细胞受到流动剪切力后要促进NO的合成[20~22]。其生成NO的方式与细胞因子刺激生成NO的方式大不相同,有学者报道前者生成NO的最大速度是后者生成速度的20倍[22]。而且流动剪切力对NO的上行调节作用非常短暂,甚至只出现在刺激后的数分钟[20,21]。因此推断细胞因子刺激NO的生成是通过iNOS的途径,而流动力刺激诱导的反应直接通过激活cNOS的生化通道来实现。最近cAllister等[23]发现G蛋白的抑制剂和钙螯合剂可抑制NO的早期快速生成,因此认为流动剪应力刺激快速生成NO很可能是经G蛋白和钙依赖性途径。 研究发现机械应力能刺激成骨细胞和破骨细胞中NOS的活性,NOS的活性很有可能与骨对机械应力刺激的反应有关。机械应力能激活葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G-6-PDH)的活性,而G-6-PDH能促使NOS辅酶NADPH的合成[24]。L-NM-MA对小鼠受到机械应力刺激后出现的成骨反应具有明显的抑制作用,而当机械应力的刺激作用以后再给予注射L-NM-MA,上述的抑制作用则基本不存在[19]。Klein-Nulend等[25]利用RT-PCR技术证实机械应力刺激生成的NO可能是骨组织细胞中cNOS的激活所致。以上研究结果表明NO的早期快速释放,可能是骨组织细胞将机械应力刺激转导入细胞内的生化信号,促进骨形成的关键信号分子。机械应力作用下NO对骨改建的上行调节作用机制,既往的研究发现钆敏感的阳离子能调节成骨细胞受到应变后的早期NO反应[26],因此有学者推测,骨组织细胞与内皮细胞采用的是同一种机制来觉察机械应力的刺激信号,即来自胞内Ca的增加和阳离子通道的开放[25]。另有学者实验证实波动性液流刺激前列腺素E2(PGE2)释放的增加出现在NO早期快速生成之后,L-NM-MA亦阻止了液流介导的PGE2的上行调节作用,因此认为骨组织细胞受到机械应力刺激后NO的释放,可能通过参与前列腺素的合成来调节骨组织的改建[20]。
5 结语
综上所述,NO是骨组织细胞的一种重要调节因子,对成骨细胞和破骨细胞均具有一定的调节作用。NO的生成在对抗病理条件下的骨吸收如与炎性细胞因子相关的各种骨组织损伤及机械应力作用下的骨改建都能产生一定的调节作用。因此,对NO及合成NO的各种NOS在其中的确切作用机制的研究进一步深入,可能为今后使用各种NOS的特异性抑制剂、新型NO清除剂治疗与炎性细胞因子相关及机械应力刺激异常所导致的相应的各种骨疾病提供一定的理论基础和新的思路及手段。
责任编辑:姚红祥 |