研究

水能載舟亦能覆舟,「RANKL」在骨科與牙科有截然不同的看法

大家好,我的工作是牙醫師,同時間在研究所進修齒顎矯正。今天想跟大家分享齒顎矯正相關的話題。在之前的文章中有介紹過,影響牙齒移動有三個重要的細胞,分別是成骨細胞(osteoblasts)、骨細胞(osteocytes)與蝕骨細胞(osteoclasts),其中蝕骨細胞更是扮演著牙齒開始移動的關鍵角色[1]。

蝕骨細胞的形成,需要特定的蛋白質來活化。能夠誘導蝕骨細胞形成、活化並產生功能的蛋白質之中,最有影響力的蛋白質叫做RANKL。甚至也有研究透過注射帶有RANKL的藥物到實驗用的老鼠上,結果發現有加速牙齒移動的顯著差異。

 

RANKL在骨頭吸收與形成中扮演的角色

我們的骨頭平常就會不斷進行重塑(remodeling),也就是吸收與再生。蝕骨細胞負責吸收的部分,成骨細胞則負責再生的部分。這樣的重塑過程有助於汰換成熟的骨頭,隨著日常的使用可能會出現一些微小的裂痕,重塑的過程中將能產生新的骨頭,填補縫隙。

細胞之間的訊息傳遞,會影響骨頭的吸收與再生。目前研究比較徹底的訊息路徑是RANK/RANKL/OPG pathway,分別是三種不同的蛋白質,在訊息傳遞上扮演著重要的角色。

 

→RANK是一種蛋白質受體,位於蝕骨細胞的表面。跟RANKL結合後,就會活化蝕骨細胞。

→RANKL是一種蛋白質,有很多細胞(成骨細胞、T細胞的等)可以分泌。數量多就會活化較多的蝕骨細胞。

→OPG也是一種蛋白質,由成骨細胞分泌,因為也可以跟RANKL結合。當RANKL都被OPG搶走,就會讓蝕骨細胞的活化數量降低。

 

簡單來說,OPG扮演著抑制蝕骨細胞的角色,可以減少骨頭的吸收。當我們還年輕健康的時候,RANKL與OPG會處於良好的平衡。但是隨著老化,RANKL的數量可能會多於OPG,這會讓更多的骨頭被吸收,當這些空間卻來不及再生新的骨頭,骨頭的質地就會變差,變成骨質疏鬆(osteoporosis)的問題。

 

治療骨癌,需要抑制RANKL與蝕骨細胞的形成

我目前待的實驗室,主要是做骨癌的研究。為了避免骨質疏鬆或是癌症骨轉移的問題,會希望抑制RANKL的形成。因為一旦癌細胞侵犯到骨頭,就可能會讓原本RANKL與OPG的平衡被破壞,使得蝕骨細胞變多,加速骨頭的吸收與侵蝕。當骨頭變得脆弱,就容易骨折。

因此實驗室努力地尋找適合的藥物,抑制RANKL訊號傳遞,或是讓蝕骨細胞無法分化及活化。

 

加速牙齒移動,卻需要增加RANKL與蝕骨細胞的形成

特別的是,顎骨的反應經常跟身體其他部位的骨頭不太一樣。例如為了抑制癌症骨轉移而進行的治療,雖然可以讓全身上下的骨頭變得比較堅固,但卻會增加下顎骨壞死(ONJ)的風險。

當我們想要增加牙齒移動速度的時候,就要找出增加RANKL或是讓更多蝕骨細胞活化的方法。蝕骨細胞可以說是牙齒移動的關鍵,牙齒要移動的先決條件是有空間,而這些微小的空間就是由蝕骨細胞產生。當牙齒順利往前移動之後,後方的空間會由成骨細胞新生成骨頭來補滿。

 

總結

RANKL與蝕骨細胞是近年來很熱門的話題,骨科希望找出抑制的方法,來避免骨質疏鬆。牙科卻希望找出促進的方法,用來加快牙齒移動。一樣的東西,在不同地方卻會存在著截然不同的意義,是個很有趣的現象。目前還沒有很有效能促進RANKL與蝕骨細胞形成的臨床操作流程,這也是將來很值得研究的地方。

 

參考

[1]https://doi.org/10.1053/j.sodo.2004.01.003

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笑顏魔術師——黃淳逸醫師

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