晚期糖化终末产物对大鼠成骨细胞增殖和分化的影响
作者：孔德娟 李恩 陈永春 李芳芳 廖海东
单位：050017 石家庄，河北医科大学生化教研室
关键词：晚期糖化终末产物；成骨细胞；增殖；分化；骨质疏松
晚期糖化终末产物对大鼠 成骨细胞增殖和分化的影响
摘要 目的 通过探讨晚期糖化终末产物(Advanced glycosylation end-products AGEs)对大鼠成骨细胞增殖和分化的影响，以期揭示老年性骨质疏松症的发病机理。方法 体外合成AGEs以不同浓度加入成骨细胞培养体系，作用不同时间后，用MTT法测定细胞增殖活性，通过测定碱性磷酸酶观察成骨细胞的分化。结果 较低剂量AGEs在不同的培养时间均显著促进大鼠成骨细胞增殖。较高剂量(800 μg/ml～1 000 μg/ml)只有在培养24小时具有促增殖作用。低剂量AGEs促进成骨细胞分化，中等剂量促分化作用延迟，高剂量无促分化活性。结论 过多的AGEs相对降低成骨细胞的数量和活性，使骨形成作用小于骨吸收作用，导致骨质疏松。
, 百拇医药
Effect of advanced glycosylation end-products on proliferation and differentiation of rat osteoblastic cells
Kong Dejuan, Li En, Chen Yongchun, et al.
Department of Biochemistry, Hebei Medical University, Shijiazhuang 050017， China
Abstract Objective The aim of this study was to explore the pathogensis of senile osteoporosis by studying effects of advanced glycosylation end-products of bovine serum albumin(AGE-BSA) on the proliferation and differentiation of rat osteoblastic cells.Methods Osteoblastic cells of rats were incubated in 0.5ml DEME/well with either BSA or AGE-BSA(50—1000μg/ml)for different incubation periods.Results Lower level of AGE-BSA significantly stimulated osteoblastic cell proliferation after 24h, 48h, 72h and 96h incubation. Higher level of AGE-BSA(800—1000μg/ml) induced an increase in cell proliferation only after 72h incubation. Cellular alkaline phosphate activity was increased for a 24h incubation period at a dose of 100μg/ml, but unchanged at doses ranging from 200μg/ml to 1000 μg/ml. After 72h, AKP was increased at doses ranging from 100 μg/ml to 500 μg/ml,but unchanged at a dose of 1000 μg/ml.Conclusion A moderate amount of AGEs was necessary for osteoblastic cell proliferation and differentiation, but excess of AGEs induced a weak cell proliferation and delay of cell differentiation, which result in decreased cell number and dysfunction of osteoblastic cells and osteogenesis lower than osteolysis.
, 百拇医药
Key words Advanced glycosylation end-products Osteoblasts Proliferation Differentiation Osteoporosis
晚期糖化终末产物(Advanced glycosylation end-products, AGEs)是体内蛋白质等含有自由氨基的物质与糖的醛基或酮基之间通过非酶促反应，自发形成的一类高活性的具有特征性荧光的化合物[1]。在正常情况下该类物质为机体内环境稳定、组织重建所必需。但过度产生和积累则对机体产生许多不利影响[2]。一方面AGEs通过其本身诸多化学特性产生直接病理作用。另一方面，通过细胞膜上的AGE受体与其结合，刺激细胞合成和释放一系列的细胞因子和生长因子而影响组织细胞的增殖与分化及基质的合成和分泌产生间接病理作用。许多研究表明：糖尿病的诸多并发症与AGEs的形成和积累有关[3]，糖尿病患者的骨质疏松发病率较正常人显著升高。临床研究发现：β2-微球蛋白(β2M)的非酶糖化产物AGE-β2M与其沉淀部位的骨质疏松有关[4]。随年龄增加AGEs在体内积累增多[3]。而骨质疏松是一随龄发生的疾病，其发病机制的重要环节是骨重建失衡，骨丢失大于骨形成，其中成骨细胞的功能起了重要作用。因此，本文旨在通过探讨随龄增加的AGEs对成骨细胞增殖和分化的影响，以期揭示老年性骨质疏松的发病机理。
, 百拇医药
1 材料和方法
1.1 AGE-蛋白的制备
无菌操作下，将牛血清白蛋白(BSA,Sigma公司)终浓度50 mg/ml与终浓度0.5 mol/L的葡萄糖加入PBS反应体系，其中含有1.5 mmol/L苯*****，100 U/ml青霉素，100 U/ml的链霉素，对照组除不加葡萄糖外，其余一切条件相同。过滤除菌，37℃孵育50天后，在PBS中透析24小时，测蛋白含量，在激发波长370 nm，发射波长440 nm处测其荧光强度[5]。仪器为日本日立公司F4500荧光分光光度计。
1.2 细胞培养及增殖、分化实验 成骨细胞培养采用骨组织块培养法，实验所用细胞为5～8代。细胞增殖实验采用MTT(噻唑蓝)比色法[6]。通过测定成骨细胞碱性磷酸酶的活性，观察成骨细胞的分化。
1.3 成骨细胞鉴定 通过细胞形态学观察及碱性磷酸酶细胞化学染色鉴定所用细胞为成骨细胞[6]。
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1.4 统计学处理 方差齐性检验，两样本均数比较t检验。
2 结果
2.1 AGE-BSA的形成
牛血清白蛋白与葡萄糖孵育50天后，经日立F4500荧光分光光度计以激发波长370 nm测定其荧光强度，在发射波长440 nm处有最大吸收峰，上述波长是AGEs所特有的荧光光谱。
2.2 AGE-BSA对大鼠成骨细胞增殖的影响
大鼠成骨细胞在不同浓度(50 μg/ml～1 000 μg/ml)的AGE-BSA中培养24小时，在较低剂量50 μg/ml～200 μg/ml时，对大鼠成骨细胞均产生显著的促增殖作用(均为P<0.001)。在较大剂量400 μg/ml、800 μg/ml、1000 μg/ml时则不产生显著影响。培养48小时后，50 μg/ml～400 μg/ml AGE-BSA均有显著的促增殖作用。800μg/ml～1000 μg/ml促增殖作用消失。在培养72小时后，50 μg/ml～1000 μg/mlAGE-BSA对大鼠成骨细胞均具有显著的促增殖作用。但在培养96小时后，较大剂量800 μg/ml～1 000 μg/ml AGE-BSA无显著影响，而较低剂量仍具有促增殖作用，如表1所示。
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表1 AGE-BSA对大鼠成骨细胞增殖的影响(
±s，OD值)
浓度
(μg/ml)
培养24h
培养48h
培养72h
培养96h
BSA
AGE-BSA
BSA
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AGE-BSA
BSA
AGE-BSA
BSA
AGE-BSA
50
0.465±0.019
0.513±0.024**
0.415±0.057
0.527±0.043**
0.407±0.025
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0.432±0.014*
0.310±0.007
0.381±0.019**
100
0.439±0.016
0.497±0.021**
0.456±0.036
0.550±0.055**
0.354±0.034
0.396±0.035*
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0.321±0.019
0.375±0.020**
200
0.448±0.003
0.540±0.042**
0.476±0.062
0.537±0.043*
0.361±0.029
0.398±0.030*
0.325±0.021
, 百拇医药
0.345±0.024*
400
0.458±0.073
0.464±0.095
0.493±0.037
0.551±0.025*
0.340±0.018
0.400±0.038**
0.318±0.018
0.344±0.021*
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800
0.476±0.071
0.533±0.070
0.465±0.043
0.512±0.059
0.396±0.056
0.454±0.050**
0.300±0.016
0.298±0.039
1000
0.521±0.052
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0.537±0.077
0.494±0.045
0.502±0.030
0.305±0.029
0.446±0.046**
0.316±0.014
0.313±0.026
注：AGE-BSA组与相应剂量的BSA组相比较*P<0.05，**P<0.001
2.3 AGE-BSA对大鼠成骨细胞分化的影响
大鼠成骨细胞在不同浓度的AGE-BSA存在下培养24小时，较低浓度的AGE-BSA促进成骨细胞分化，较高浓度无显著影响，培养72小时后，除1 000 μg/ml剂量组外其余各剂量组均显著促进成骨细胞分化，如表2所示。
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表2 AGE-BSA对大鼠成骨细胞分化的影响(金氏单位/克蛋白±s)
浓度
μg/ml
培养24h
培养72h
BSA组
AGE-BSA组
BSA组
AGE-BSA组
100
, 百拇医药
15.09±3.05
25.85±7.79*
39.11±9.89
65.69±18.35*
200
10.29±3.39
13.24±6.13
41.73±13.49
69.09±22.43*
500
12.81±7.34
, 百拇医药
11.16±3.04
36.59±5.08
66.07±15.80*
1000
9.28±5.54
11.84±6.75
42.81±19.82
54.41±24.73
注：AGE-BSA组与相应剂量的BSA组比较*P<0.05
3 讨论
由于老龄化社会的来临，骨质疏松症的防治已成为下世纪医学界关注的焦点问题之一。但由于对其发病机制了解不清，故缺乏针对性防治措施，尤其是老年性骨质疏松发病机制还了解的甚少。许多研究发现：随着年龄的增加AGEs在体内积累，尤其是含胶原较多的组织，如皮肤和骨组织。糖尿病患者由于血糖升高，体内AGEs增加，骨质疏松发病率增高。本文通过葡萄糖和牛血清白蛋白在体外孵育50天后，经其特征性荧光光谱测定，表明成功地制备了AGE-蛋白(AGE-BSA)，并以不同的浓度加入成骨细胞培养体系及作用不同的时间观察AGE-BSA对成骨细胞增殖和分化的影响。结果发现较低浓度的AGE-BSA在培养24、48、72和96小时均对成骨细胞有显著的促增殖作用，而在较高浓度800～1 000 μg/mlAGE-BSA只有在培养72小时促进大鼠成骨细胞增殖。
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AGE-BSA对成骨细胞分化影响的实验中发现：AGE-BSA作用24小时，低浓度(100μg/ml)促进成骨细胞的分化，较高浓度无显著影响，而在72小时后，100μg/ml、200μg/ml、500μg/ml 3个剂量均促进成骨细胞的分化，高浓度(1 000μg/ml)无显著作用。
上述结果表明在较低浓度AGEs存在时才能持续的促进成骨细胞增殖，而较高浓度时促增殖作用非常短暂。低浓度在早期(24小时)出现促分化作用，但在较高浓度促分化作用延迟至72小时，(48小时，低浓度促分化，高浓度有抑制分化趋势，资料未显示)，这与老年性骨质疏松患者及糖尿病患者体内发现的血清骨钙素降低结果相一致[7]。因为骨钙素是成骨细胞活性的标志之一。老年性骨质疏松与糖尿病骨质疏松都属于低转换型，成骨细胞的数目减少，活性降低，而破骨细胞数量及活性相对增加。从本实验结果可以推测老年性骨质疏松的发病机制之一，可能是由于骨胶原中AGEs的积累超过正常生理浓度，对成骨细胞的促增殖作用减弱。同时较高浓度使细胞分化延迟，以致造成成骨细胞的数量和活性相对减少。该结果与Brownlee观察到的AGE抑制骨基质诱导的成骨细胞分化相一致[8]。
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AGEs的病理作用一方面通过改变其被修饰蛋白的结构影响其功能，另一方面通过与多种细胞表面的AGE受体相结合，刺激该细胞合成、释放多种细胞因子及生长因子而发挥间接的病生理作用[9，10]。正常情况下，AGEs是组织重建必不可少的，通过巨噬细胞释放TNF-α和IL-1[2]、IL-6[5]等，同时分泌蛋白水解酶，以达到清除衰老和受损伤的物质，然后将其修复的目的。因此，AGEs在维持内环境稳定中起着重要作用。但随龄过量积累的AGEs作用于多种细胞，产生了过多的上述的细胞因子，而这些细胞因子如TNF、IL-1、IL-6等能够刺激破骨细胞的前体细胞向破骨细胞转变，同时增加破骨细胞的活性，从而导致骨吸收的增加[11，12]。
由此可见，老年性骨质疏松的发病机制，可能为AGEs的随龄增加导致促成骨细胞增殖减弱，分化延迟，而破骨细胞的数量和活性相对增加导致骨丢失大于骨形成，最终引起骨质疏松。目前已发现数种能够抑制AGEs形成的药物，可望对老年性骨质疏松的防治起到重要作用。
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作者简介：孔德娟，生于1964年3月，1991年毕业于河北医科大学生化专业，获医学硕士学位，毕业后留校任教期间，从事骨质疏松症的课题研究。1996年9月考取河北医科大学中西医结合基础理论专业博士研究生，在导师李恩教授指导下，进行骨质疏松发病机制及中西医结合对骨质疏松的防治研究。于1999年6月通过论文答辩，获医学博士学位，现任生化教研室讲师
参考文献
1 Vlassara H, Bucala R, Striker L. Biology of disease:pathogenic effects of advanced glycosylation:biochemical, biological and clinical implications for diabetes and aging. Lab Invest,1994,70(2):138-151.
2 Vlassara H, Brownlee M, Manogub K, et al. Cachectin TNF and IL-1 induced by glucose-modified proteins:role in normal tissues remodeling. Science,1988,240: 1546-1548.
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3 Paul RG, Bailey AJ. Glycosylation of collagen:the basis of its central role in the late complication of aging and diabetes. Int J Biochem Cell Biol,1996, 28(12):1297-1310.
4 Miyata T, Maeda K. New aspects in the pathogenesis of dialysis-related amyloidosis:role of β2-microglobin modified with advanced glycosylation end products in bone and joint destruction. Nephrol Dial Transplant,1996,11(suppl 2):140-143.
5 Takagi M, Kasayama S, Yamamoto T, et al. Advanced glycosylation end products stimulate interleukin-6 production by human bone-derived cells. J Bone Miner Res, 1997,12(3):439-446.
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6 司徒镇强，吴军正.细胞培养.北京：世界图书出版社，1996.111-115.
7 王玉甫，温孝恒，马健，等.糖尿病患者血清骨钙素水平及临床分析.中国骨质疏松杂志，1998，4(2)：45-46.
8 Fong Y, Edelstein D, Wang EA, et al. Inhibition of matrix-induced bone differentiation by advanced glycosylation end-products in rats. Diabetologia, 1993,36:802-807.
9 Kirstein M, Aston C, Hintz R, et al. Receptor-specific induction of insulin -like growth factor in human monocytes by advanced glycosylation end product- modified proteins. J Clin Invest,1992,90:439-446.
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10 Vlassara H. Recent progress in advanced glycosylation end-products and diabetic complication. Diabetes,1997,46(Suppl 2):s19-s25.
11 Kanatani M, Sugmoto T, Fukase M, et al. Role of interleukin-6 and prostaglandins in the effect of monocyte-conditioned medium on osteoclast formation. Am J Physiol,1994,267:E868-E876.
12 Kimble R, Vannice JL, Bloedow DC, et al. Interleukin-1 receptor antagonist decreases bone loss and bone resorption in ovariectomized rats. J Clin Invest, 1994,93:1959-1969., http://www.100md.com
单位：050017 石家庄，河北医科大学生化教研室
关键词：晚期糖化终末产物；成骨细胞；增殖；分化；骨质疏松
晚期糖化终末产物对大鼠 成骨细胞增殖和分化的影响
摘要 目的 通过探讨晚期糖化终末产物(Advanced glycosylation end-products AGEs)对大鼠成骨细胞增殖和分化的影响，以期揭示老年性骨质疏松症的发病机理。方法 体外合成AGEs以不同浓度加入成骨细胞培养体系，作用不同时间后，用MTT法测定细胞增殖活性，通过测定碱性磷酸酶观察成骨细胞的分化。结果 较低剂量AGEs在不同的培养时间均显著促进大鼠成骨细胞增殖。较高剂量(800 μg/ml～1 000 μg/ml)只有在培养24小时具有促增殖作用。低剂量AGEs促进成骨细胞分化，中等剂量促分化作用延迟，高剂量无促分化活性。结论 过多的AGEs相对降低成骨细胞的数量和活性，使骨形成作用小于骨吸收作用，导致骨质疏松。
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Effect of advanced glycosylation end-products on proliferation and differentiation of rat osteoblastic cells
Kong Dejuan, Li En, Chen Yongchun, et al.
Department of Biochemistry, Hebei Medical University, Shijiazhuang 050017， China
Abstract Objective The aim of this study was to explore the pathogensis of senile osteoporosis by studying effects of advanced glycosylation end-products of bovine serum albumin(AGE-BSA) on the proliferation and differentiation of rat osteoblastic cells.Methods Osteoblastic cells of rats were incubated in 0.5ml DEME/well with either BSA or AGE-BSA(50—1000μg/ml)for different incubation periods.Results Lower level of AGE-BSA significantly stimulated osteoblastic cell proliferation after 24h, 48h, 72h and 96h incubation. Higher level of AGE-BSA(800—1000μg/ml) induced an increase in cell proliferation only after 72h incubation. Cellular alkaline phosphate activity was increased for a 24h incubation period at a dose of 100μg/ml, but unchanged at doses ranging from 200μg/ml to 1000 μg/ml. After 72h, AKP was increased at doses ranging from 100 μg/ml to 500 μg/ml,but unchanged at a dose of 1000 μg/ml.Conclusion A moderate amount of AGEs was necessary for osteoblastic cell proliferation and differentiation, but excess of AGEs induced a weak cell proliferation and delay of cell differentiation, which result in decreased cell number and dysfunction of osteoblastic cells and osteogenesis lower than osteolysis.
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Key words Advanced glycosylation end-products Osteoblasts Proliferation Differentiation Osteoporosis
晚期糖化终末产物(Advanced glycosylation end-products, AGEs)是体内蛋白质等含有自由氨基的物质与糖的醛基或酮基之间通过非酶促反应，自发形成的一类高活性的具有特征性荧光的化合物[1]。在正常情况下该类物质为机体内环境稳定、组织重建所必需。但过度产生和积累则对机体产生许多不利影响[2]。一方面AGEs通过其本身诸多化学特性产生直接病理作用。另一方面，通过细胞膜上的AGE受体与其结合，刺激细胞合成和释放一系列的细胞因子和生长因子而影响组织细胞的增殖与分化及基质的合成和分泌产生间接病理作用。许多研究表明：糖尿病的诸多并发症与AGEs的形成和积累有关[3]，糖尿病患者的骨质疏松发病率较正常人显著升高。临床研究发现：β2-微球蛋白(β2M)的非酶糖化产物AGE-β2M与其沉淀部位的骨质疏松有关[4]。随年龄增加AGEs在体内积累增多[3]。而骨质疏松是一随龄发生的疾病，其发病机制的重要环节是骨重建失衡，骨丢失大于骨形成，其中成骨细胞的功能起了重要作用。因此，本文旨在通过探讨随龄增加的AGEs对成骨细胞增殖和分化的影响，以期揭示老年性骨质疏松的发病机理。
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1 材料和方法
1.1 AGE-蛋白的制备
无菌操作下，将牛血清白蛋白(BSA,Sigma公司)终浓度50 mg/ml与终浓度0.5 mol/L的葡萄糖加入PBS反应体系，其中含有1.5 mmol/L苯*****，100 U/ml青霉素，100 U/ml的链霉素，对照组除不加葡萄糖外，其余一切条件相同。过滤除菌，37℃孵育50天后，在PBS中透析24小时，测蛋白含量，在激发波长370 nm，发射波长440 nm处测其荧光强度[5]。仪器为日本日立公司F4500荧光分光光度计。
1.2 细胞培养及增殖、分化实验 成骨细胞培养采用骨组织块培养法，实验所用细胞为5～8代。细胞增殖实验采用MTT(噻唑蓝)比色法[6]。通过测定成骨细胞碱性磷酸酶的活性，观察成骨细胞的分化。
1.3 成骨细胞鉴定 通过细胞形态学观察及碱性磷酸酶细胞化学染色鉴定所用细胞为成骨细胞[6]。
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1.4 统计学处理 方差齐性检验，两样本均数比较t检验。
2 结果
2.1 AGE-BSA的形成
牛血清白蛋白与葡萄糖孵育50天后，经日立F4500荧光分光光度计以激发波长370 nm测定其荧光强度，在发射波长440 nm处有最大吸收峰，上述波长是AGEs所特有的荧光光谱。
2.2 AGE-BSA对大鼠成骨细胞增殖的影响
大鼠成骨细胞在不同浓度(50 μg/ml～1 000 μg/ml)的AGE-BSA中培养24小时，在较低剂量50 μg/ml～200 μg/ml时，对大鼠成骨细胞均产生显著的促增殖作用(均为P<0.001)。在较大剂量400 μg/ml、800 μg/ml、1000 μg/ml时则不产生显著影响。培养48小时后，50 μg/ml～400 μg/ml AGE-BSA均有显著的促增殖作用。800μg/ml～1000 μg/ml促增殖作用消失。在培养72小时后，50 μg/ml～1000 μg/mlAGE-BSA对大鼠成骨细胞均具有显著的促增殖作用。但在培养96小时后，较大剂量800 μg/ml～1 000 μg/ml AGE-BSA无显著影响，而较低剂量仍具有促增殖作用，如表1所示。
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表1 AGE-BSA对大鼠成骨细胞增殖的影响(
±s，OD值)浓度
(μg/ml)
培养24h
培养48h
培养72h
培养96h
BSA
AGE-BSA
BSA
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AGE-BSA
BSA
AGE-BSA
BSA
AGE-BSA
50
0.465±0.019
0.513±0.024**
0.415±0.057
0.527±0.043**
0.407±0.025
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0.432±0.014*
0.310±0.007
0.381±0.019**
100
0.439±0.016
0.497±0.021**
0.456±0.036
0.550±0.055**
0.354±0.034
0.396±0.035*
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0.321±0.019
0.375±0.020**
200
0.448±0.003
0.540±0.042**
0.476±0.062
0.537±0.043*
0.361±0.029
0.398±0.030*
0.325±0.021
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400
0.458±0.073
0.464±0.095
0.493±0.037
0.551±0.025*
0.340±0.018
0.400±0.038**
0.318±0.018
0.344±0.021*
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800
0.476±0.071
0.533±0.070
0.465±0.043
0.512±0.059
0.396±0.056
0.454±0.050**
0.300±0.016
0.298±0.039
1000
0.521±0.052
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0.537±0.077
0.494±0.045
0.502±0.030
0.305±0.029
0.446±0.046**
0.316±0.014
0.313±0.026
注：AGE-BSA组与相应剂量的BSA组相比较*P<0.05，**P<0.001
2.3 AGE-BSA对大鼠成骨细胞分化的影响
大鼠成骨细胞在不同浓度的AGE-BSA存在下培养24小时，较低浓度的AGE-BSA促进成骨细胞分化，较高浓度无显著影响，培养72小时后，除1 000 μg/ml剂量组外其余各剂量组均显著促进成骨细胞分化，如表2所示。
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表2 AGE-BSA对大鼠成骨细胞分化的影响(金氏单位/克蛋白
±s)浓度
μg/ml
培养24h
培养72h
BSA组
AGE-BSA组
BSA组
AGE-BSA组
100
, 百拇医药
15.09±3.05
25.85±7.79*
39.11±9.89
65.69±18.35*
200
10.29±3.39
13.24±6.13
41.73±13.49
69.09±22.43*
500
12.81±7.34
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11.16±3.04
36.59±5.08
66.07±15.80*
1000
9.28±5.54
11.84±6.75
42.81±19.82
54.41±24.73
注：AGE-BSA组与相应剂量的BSA组比较*P<0.05
3 讨论
由于老龄化社会的来临，骨质疏松症的防治已成为下世纪医学界关注的焦点问题之一。但由于对其发病机制了解不清，故缺乏针对性防治措施，尤其是老年性骨质疏松发病机制还了解的甚少。许多研究发现：随着年龄的增加AGEs在体内积累，尤其是含胶原较多的组织，如皮肤和骨组织。糖尿病患者由于血糖升高，体内AGEs增加，骨质疏松发病率增高。本文通过葡萄糖和牛血清白蛋白在体外孵育50天后，经其特征性荧光光谱测定，表明成功地制备了AGE-蛋白(AGE-BSA)，并以不同的浓度加入成骨细胞培养体系及作用不同的时间观察AGE-BSA对成骨细胞增殖和分化的影响。结果发现较低浓度的AGE-BSA在培养24、48、72和96小时均对成骨细胞有显著的促增殖作用，而在较高浓度800～1 000 μg/mlAGE-BSA只有在培养72小时促进大鼠成骨细胞增殖。
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AGE-BSA对成骨细胞分化影响的实验中发现：AGE-BSA作用24小时，低浓度(100μg/ml)促进成骨细胞的分化，较高浓度无显著影响，而在72小时后，100μg/ml、200μg/ml、500μg/ml 3个剂量均促进成骨细胞的分化，高浓度(1 000μg/ml)无显著作用。
上述结果表明在较低浓度AGEs存在时才能持续的促进成骨细胞增殖，而较高浓度时促增殖作用非常短暂。低浓度在早期(24小时)出现促分化作用，但在较高浓度促分化作用延迟至72小时，(48小时，低浓度促分化，高浓度有抑制分化趋势，资料未显示)，这与老年性骨质疏松患者及糖尿病患者体内发现的血清骨钙素降低结果相一致[7]。因为骨钙素是成骨细胞活性的标志之一。老年性骨质疏松与糖尿病骨质疏松都属于低转换型，成骨细胞的数目减少，活性降低，而破骨细胞数量及活性相对增加。从本实验结果可以推测老年性骨质疏松的发病机制之一，可能是由于骨胶原中AGEs的积累超过正常生理浓度，对成骨细胞的促增殖作用减弱。同时较高浓度使细胞分化延迟，以致造成成骨细胞的数量和活性相对减少。该结果与Brownlee观察到的AGE抑制骨基质诱导的成骨细胞分化相一致[8]。
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AGEs的病理作用一方面通过改变其被修饰蛋白的结构影响其功能，另一方面通过与多种细胞表面的AGE受体相结合，刺激该细胞合成、释放多种细胞因子及生长因子而发挥间接的病生理作用[9，10]。正常情况下，AGEs是组织重建必不可少的，通过巨噬细胞释放TNF-α和IL-1[2]、IL-6[5]等，同时分泌蛋白水解酶，以达到清除衰老和受损伤的物质，然后将其修复的目的。因此，AGEs在维持内环境稳定中起着重要作用。但随龄过量积累的AGEs作用于多种细胞，产生了过多的上述的细胞因子，而这些细胞因子如TNF、IL-1、IL-6等能够刺激破骨细胞的前体细胞向破骨细胞转变，同时增加破骨细胞的活性，从而导致骨吸收的增加[11，12]。
由此可见，老年性骨质疏松的发病机制，可能为AGEs的随龄增加导致促成骨细胞增殖减弱，分化延迟，而破骨细胞的数量和活性相对增加导致骨丢失大于骨形成，最终引起骨质疏松。目前已发现数种能够抑制AGEs形成的药物，可望对老年性骨质疏松的防治起到重要作用。
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作者简介：孔德娟，生于1964年3月，1991年毕业于河北医科大学生化专业，获医学硕士学位，毕业后留校任教期间，从事骨质疏松症的课题研究。1996年9月考取河北医科大学中西医结合基础理论专业博士研究生，在导师李恩教授指导下，进行骨质疏松发病机制及中西医结合对骨质疏松的防治研究。于1999年6月通过论文答辩，获医学博士学位，现任生化教研室讲师
参考文献
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10 Vlassara H. Recent progress in advanced glycosylation end-products and diabetic complication. Diabetes,1997,46(Suppl 2):s19-s25.
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12 Kimble R, Vannice JL, Bloedow DC, et al. Interleukin-1 receptor antagonist decreases bone loss and bone resorption in ovariectomized rats. J Clin Invest, 1994,93:1959-1969., http://www.100md.com