FGFR3对破骨细胞分化及其骨吸收功能调控的初步研究

骨代谢的稳定需要成骨细胞成骨和破骨细胞骨吸收作用紧密协调来完成。成纤维细胞生长因子受体3（FGFR3）敲除和功能增强小鼠成年期均出现骨量减少，除骨形成异常外，二者破骨细胞形成都增加，同时我们也发现FGFR3在破骨细胞中有表达，这表明FGFR3可以参与破骨细胞的调控，但具体的作用及机制尚不清楚。我们提出如下假说，FGFR3可以直接调控破骨细胞，也可以通过影响成骨细胞间接调控破骨细胞分化和骨吸收功能。为探讨FGFR3对破骨细胞的具体调控作用和相关机制，本课题拟首先建立在成骨细胞和破骨细胞中分别敲除FGFR3的小鼠模型，通过骨骼表型分析，结合体外破骨细胞诱导、成骨细胞/破骨细胞共培养实验以及骨髓移植等技术，明确FGFR3对破骨细胞分化和骨吸收功能的直接和间接调控作用及相关分子机制，同时也为从调节FGFR3功能角度治疗由破骨细胞异常变化引起的骨质疏松等骨代谢性疾病提供一定的理论基础和实验依据。

在本课题中，我们首先利用FGFR3功能增强型小鼠研究了FGFR3功能增强型对成年期骨重建的影响。结果发现FGFR3功能增强点突变小鼠成年后骨量减少，MicroCT显示小鼠骨骼微结构异常，骨小梁数量、厚度均减小，分离度增加。骨骼病理进一步提示骨小梁减少，矿化障碍。进一步通过体外骨髓基质细胞成骨诱导实验显示，该小鼠骨髓基质细胞增殖减慢，矿化障碍，并且发现MAPK途径中的ERK1/2和P38途径在其中发挥了重要作用。进一步研究发现，FGFR3功能增强型小鼠胫骨中破骨细胞数量也增加，体外破骨细胞诱导分化实验结果发现破骨细胞形成增加，骨吸收能力增强。这也是导致FGFR3功能增强型小鼠骨量减少的重要原因。上述结果提示FGFR3功能增强后可通过抑制成骨细胞活性，促进破骨细胞功能两个方面导致小鼠骨量减少。. 此外，为了更好的研究FGFR3对破骨细胞的调控作用，我们完成了条件性FGFR3敲除小鼠的建立和鉴定工作，并利用此小鼠建立了在破骨细胞中特异敲除FGFR3的小鼠模型。结果发现该小鼠中破骨细胞骨吸收功能降低，导致骨量增加，这一结果进一步提示FGFR3对破骨细胞功能有促进作用。.在研究FGFR3对破骨细胞直接作用的同时，我们还研究了FGFR3通过成骨细胞发挥的对破骨细胞的间接调控作用。结果显示在成骨细胞中激活FGFR3后，小鼠骨量有所增加，成骨细胞增殖减慢，矿化障碍，成骨细胞分泌的RANKL/OPG表达增加，提示对破骨细胞功能可能有促进作用。