破骨細胞

對抗酒石酸酸性磷酸酶 (TRAP) 陽性的破骨細胞

已活化的破骨細胞的圖示橫截面

破骨細胞是起源於骨髓單核細胞的多核巨細胞。破骨前體細胞在趨化因子的作用下進入血循環[10]，到達處於吸收狀態的骨組織部位，在M-CSF和RANKL的作用下分化成破骨細胞[11]。人類破骨細胞通常具有五個緊密堆積的細胞核，直徑為150-200µm。當使用趨化因子將巨噬細胞轉化為破骨細胞時，可能會出現直徑達到100µm的極大細胞，具有數十個細胞核，並且通常會表達主要的破骨細胞蛋白。由於不是天然的底物，因此與活骨中的細胞有顯著差異[12][13]。多細胞核破骨細胞的大小使其能夠將許多巨噬細胞的離子轉運，同時蛋白質分泌和囊泡轉運能力集中在骨頭的局部區域。

有研究發現，骨吸收能力是由破骨細胞數量及單個細胞降解骨基質的能力所決定[14]。在骨吸收過程中，破骨細胞會與骨基質接觸，通過整合素αVβ3等分子的作用，使破骨細胞自身與骨表面之間形成一個獨立的微環境。在破骨細胞內的溶酶體酶的作用下，經皺摺緣排泌酸性物質，從而在破骨細胞和骨基質之間形成一個局部酸性微環境。酸性環境使骨中的礦物質溶解，暴露出其有機質部分，隨後被組織蛋白酶K、抗酒石酸酸性磷酸酶 (TRACP) 及基質金屬蛋白酶-9 (MMP-9) 等酶降解。抗酒石酸酸性磷酸酶主要存在於與破骨細胞膜相聯繫的微粒體内，參與骨基質中鈣磷礦化底物的降解，可間接反映破骨細胞的活性及骨吸收的速率[15]。這些溶解的產物，如鈣離子、彈性蛋白及蛋白多糖等均從細胞膜的皺摺緣被吸收，然後進入到破骨細胞的轉移小泡進行下一步處理，最終通過胞吐作用被轉移出破骨細胞[16]。

目前發現無細胞毒性的IgG2單克隆抗體狄諾塞麥 (Denosumab) [17]能夠與RANK競爭性結合人類RANKL蛋白上的DE環結構。一方面活化了核因子活化B細胞κ輕鏈增強子 (NF-κB)，後者進入細胞核影響相關基因的表達，對破骨細胞的活化、分化、增殖及多核化和生存起關鍵作用。另一方面，則抑制RANKL與破骨細胞及其前體表面的RANK結合，有效阻斷配體與受體間的作用關係，從而抑制活化破骨細胞的形成、功能和存活，降低破骨細胞活性、抑制破骨細胞分化，進而阻礙腫瘤生長[18]。