PGC-1α在骨代谢中的作用

温宇华， 刘培培， 宋利格

(1. 同济大学附属同济医院内分泌代谢科，上海 200065; 2. 同济大学医学院骨质疏松与代谢性骨病研究所，上海 200065)

过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子-1α(peroxisome-proliferator-activated receptor γ coa-ctivator-1α, PGC-1α)最早发现于棕色脂肪中，由PPARGC1A基因编码。作为多功能调节因子-过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferator-activated receptors， PPARs)的协同激活因子，PGC-1α在骨骼肌、肝脏和大脑的线粒体生物生成和氧化代谢中发挥重要作用[1]。同时PGC-1α可作为关键的转录辅激活因子调节产热基因的表达[2]。在富含线粒体的细胞中，PGC-1α还可作为氧化应激的关键因子降低活性氧类(reactive oxygen species, ROS)生成、减少氧化应激及炎症反应[3]。PGC-1α在骨骼的代谢中也发挥着重要的作用。骨骼作为人体的重要器官，主要由3种细胞构成： 成骨细胞、骨细胞和破骨细胞。骨代谢主要包括两个过程： 成骨细胞负责的骨形成、破骨细胞负责的骨吸收。PGC-1α在成骨细胞、骨细胞及破骨细胞中的作用见图1，本文对其进行综述。

图1 PGC-1α在骨代谢中的功能和机制综合图Fig.1 The function and mechanism of PGC-1α in bone metabolism

1 PGC-1α在成骨细胞中的作用

1.1 PGC-1α影响成骨细胞的分化和增殖

成骨细胞由骨髓间充质干细胞(bone marrow stem cells, BMSCs)分化而来。PGC-1α表达的上调会导致BMSCs向成骨细胞分化增加[4]。然而在老龄化小鼠中，PGC-1α基因表达的下降导致BMSCs向脂肪细胞分化增加而向成骨细胞分化减少，进而导致老龄化小鼠骨量减少伴骨髓脂肪增加。另外在小鼠体内骨骼干细胞(skeletal stem cells， SSCs)基因敲除实验中发现PGC-1α的敲除与骨质疏松过程中的骨脂失衡密切相关[5]。同样小鼠体内全身PGC-1α基因敲除实验显示在SSCs中I型胶原mRNA表达降低，表明成骨细胞分化减少[5]。……