2.1   破骨细胞的增殖与分化   破骨细胞来源于单核造血干细胞，在大多数情况下都存在于骨髓腔内。当骨组织重塑需要破骨细胞时，这些单核细胞会相互融合成多核巨细胞，表现出骨吸收性，并迁移到骨吸收的骨组织表面。破骨细胞进行骨吸收时会通过伪足小体紧紧附着在骨表面，而肌动蛋白丝、肌动蛋白等则是破骨细胞附着的关键蛋白。破骨细胞分泌酸性的蛋白酶和溶酶体，并使其迁移到破骨细胞和骨组织之间的皱褶缘，皱褶缘的形成增加了破骨细胞与骨组织接触的面积，于是酸溶解骨组织中的矿物质，分解胶原基质，完成骨组织的吸收[1]。破骨细胞的分化和功能受多种细胞因子、激素和生长因子的调节[2]，其中巨噬细胞集落刺激因子和核因子κB受体活化因子配体(receptor activator of nuclear factor-κB ligand，RANKL)在调节破骨细胞生成的过程中是必不可少的，如破骨细胞前体细胞的增殖、黏附、迁移以及细胞与细胞之间融合继而形成多核细胞，另外还包括成熟破骨细胞的迁移、存活和骨吸收功能[3]。巨噬细胞集落刺激因子和RANKL在破骨细胞分化和骨吸收过程中均可通过MAPK信号传导起作用。巨噬细胞集落刺激因子激活的MAPK信号主要参与破骨前体细胞增殖的调节，而RANKL诱导的MAPK激活主要参与破骨细胞分化[4]。最近研究表明，巨噬细胞集落刺激因子和RANKL在激活MAPK的程度、持续时间以及MAPK磷酸化的亚型和特异性方面均有不同，从而决定了破骨细胞前体细胞增殖或分化的不同结果[5]。MAPK途径的激活会导致各种生物学结果，包括细胞增殖和存活、凋亡和分化以及细胞应激和细胞自噬反应等。通过MAPK激活将细胞外刺激传递至适当的细胞内分子的信号传导，对于调节破骨细胞分化和骨重塑是必不可少的。探索MAPK在破骨细胞代谢中作用的众多研究表明，ERK、JNK和p38是破骨细胞分化和激活的关键因素。在此次综述中，描述了MAPK在调控破骨细胞自噬中的独特作用。
2.2   自噬在破骨细胞中的作用   任何生命形式都处在一种动态平衡中，在生物体的内部能量不断的产生和消耗，例如蛋白质、脂肪和糖，因此稳定的能量摄入对于任何生命形式的生存和繁殖都是必不可少的。很长一段时间人们都认为外部环境中的能量是支持生物体的唯一来源。后来研究发现，在诸如饥饿等不利的环境下，细胞内部的蛋白质、脂肪等物质可以参与能量循环，成为维持生存所需的最低能量，即使在正常的生理条件下，生物体内大多数细胞内的物质合成过程所需的能量底物主要来源于已有物质的降解、改造或者再利用，这样一种特殊的能量物质循环即称为自噬。
自噬是进化过程中高度保守的细胞分解代谢过程，在生理条件下负责清除受损或过量的细胞器，而在病理条件下促进细胞内营养物质再分配，以满足生存所需的物质和能量。自噬不仅控制单个细胞，还能调控各种组织类型的能量和稳态[6]，其主要分为3种类型：微自噬(microautophagy)、分子伴侣介导的自噬和巨自噬(macroautophagy)。在分子伴侣蛋白介导的自噬中，细胞质蛋白不会被溶酶体膜单独隔离，将通过伴侣蛋白被送到溶酶体;微自噬中的溶酶体通过在其膜上形成内凹或突起，直接捕获附近少量细胞质，不需要溶酶体外细胞器的帮助;在巨自噬中，细胞内物质的捕获和传递以自噬体的形成为标志，自噬体由新形成的双层膜组成，可以包裹受损的细胞器、细胞内病原体和蛋白质聚集物，从而实现隔离过程。之后，自噬体被溶酶体吸收，完成传递和消化内容物。与其他两种自噬类型相比，巨自噬的自噬体可以捕获远离溶酶体的细胞质，同时巨自噬也是目前研究的最多的自噬类型，因此本文的讨论均围绕巨自噬展开。
在破骨细胞中，自噬相关蛋白5、自噬相关蛋白7、自噬相关蛋白12、自噬相关蛋白4β、微管相关蛋白1A/1B轻链3(microtubule associated protein 1A/1B light chain 3，LC3)等都是自噬体形成的主要蛋白质，在体内和体外均可促进破骨细胞形成皱褶缘[7]。破骨细胞依靠皱褶缘来增大与骨组织之间的接触面积，在皱褶缘与骨组织之间的间隙里，溶酶体和质膜融合释放组织蛋白酶K吸收骨组织基质。除此之外，当自噬相关蛋白7缺失时，造血干细胞不能分化为破骨细胞[8]。在破骨细胞的分化期间，自噬相关蛋白7的表达降低会抑制破骨细胞标志物抗酒石酸酸性磷酸酶和组织蛋白酶K的表达[9]。
自噬开始时，细胞质内受损的细胞器被双膜小泡隔离，形成自噬体，然后其与溶酶体融合形成自噬溶酶体来降解或回收受损的细胞器、细胞内病原体、糖原、脂质和核苷酸蛋白等物质[10]。随后LC3与磷脂磷脂酰乙醇胺结合转化为LC3-磷脂酰乙醇胺偶联物(LC3-phosphatidyl ethanolamine conjugate，LC3-Ⅱ)，并与自噬体膜结合后降解[11]，这种从LC3到LC3-Ⅱ的转化是自噬的标志之一。
长期以来，自噬的过程中底物的选择都被认为是非选择性的[12]，最近的研究表明在饥饿状态下细胞常表现出非选择性自噬，但维持细胞内稳态的自噬在底物选择上具有高度特异性，这个过程称为选择性自噬，当机体处于疾病状态下表现得更为明显[13]。选择性自噬过程中的底物可能包括泛素化蛋白、过氧化物酶和线粒体，自噬体表面的泛素结合蛋白SQSTM1(p62，equestome1)可以捕获泛素化蛋白并与LC3-Ⅱ结合[14]。将目标底物运送到自噬体内部的同时，p62自身也被降解，因此p62的表达增加通常表明自噬的下降。山奈酚通过抑制p62的表达来抑制自噬，引起破骨细胞的骨吸收功能障碍[15]。RANKL诱导产生破骨细胞的过程中，自噬相关蛋白5、自噬相关蛋白7、自噬相关蛋白12以及LC3-Ⅱ/LC3的比值随着p62的降解而增加[16]，这种降解在破骨细胞的丝状肌动蛋白环的形成中发挥重要作用。自噬调控不当则会引起各种骨组织疾病，如在类风湿性关节炎患者的破骨细胞中发现肿瘤坏死因子α激活了自噬，在体内和体外实验中均诱导破骨细胞形成并引起骨吸收[17]。破骨细胞中自噬的紊乱还会引起Paget’s病等[18]。
2.3   MAPK信号通路对破骨细胞自噬的调控   MAPK是一类信号转导蛋白酶，在真核细胞中可以将多种细胞外刺激转化为特定的细胞反应，充当信号枢纽，调节细胞增殖、分化、应激反应、自噬以及凋亡等过程[19]。MAPK途径分为3层，由3个分子组成，即MAPK、MAPK激酶和MAPK激酶激酶。在其磷酸化系统中，作为丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶的MAPK激酶激酶磷酸化并激活MAPK激酶，随后MAPK激酶将其保守的Thr-X-Tyr基序中的苏氨酸和酪氨酸残基双重磷酸化(其中“X”可代表谷氨酸、脯氨酸或甘氨酸)，于是最后激活MAPK信号通路[20]。MAPK信号通路主要包括ERK、JNK、p38激酶和ERK5活化激酶4个亚家族[21]，其中ERK的2种亚型ERK1/2和JNK的3种亚型JNK1/2/3与破骨细胞前体细胞增殖和破骨细胞凋亡有关[22]，而p38的4亚型p38α、p38β、p38γ、p38δ在破骨细胞前体细胞和成熟的破骨细胞中均有高表达，并且在破骨细胞分化和骨吸收中起关键作用[23]。目前在多种动物和细胞实验中均发现MAPK参与了破骨细胞的自噬。
2.3.1   ERK信号通路对破骨细胞自噬的调控   ERK信号通路可以通过细胞膜上的锚定蛋白受体将细胞外信号转入细胞核内，从而介导细胞内特异性蛋白的表达。在ERK信号通路中ERK1和ERK2是研究最多的信号通路，目前已知ERK有70多种底物，包括调节各种细胞行为的核转录因子[24]。经典的ERK通路激活途径主要是Ras→Raf→MEK1/2激酶(MAPK kinase1/2，MEK1/2)→ERK1/2，Ras/Raf/MEK/ERK级联形成了ERK信号通路的核心结构。Ras→ERK信号通路由3个级联组成，Ras蛋白家族的鸟苷三磷酸亚型与Raf蛋白家族的丝氨酸/苏氨酸激酶结合，激活Raf的双重激酶作用，然后依次激活MEK1/2和ERK1/2来调控细胞的分化、增殖、自噬和凋亡等。被激活的ERK信号通路不仅自身即可激活自噬，并且还能通过上调自噬相关蛋白如LC3、p62来诱导自噬的发生[25]。在糖尿病肾病的小鼠出现严重的肾损伤和纤维化时，肾组织中的促炎因子血管生成素样蛋白2升高，自噬相关蛋白LC3-Ⅱ和Beclin-1下降；而当血管生成素样蛋白2下调时，MEK、LC3-Ⅱ和Beclin-1反而升高，如果抑制MEK/ERK信号通路，则会逆转血管生成素样蛋白2下调产生的变化[26]。姜黄素能增加软骨细胞中ERK1/2、LC3-Ⅱ和Beclin-1的表达，当用ERK1/2抑制剂U0126来孵育软骨细胞后，自噬标志物的表达降低[27]。
ERK信号转导途径与破骨细胞的存活、增殖、凋亡、分化以及伪足小体的分解有关。研究表明低剂量的奥巴克拉(Obatoclax)就足以阻断RANKL对ERK的激活并抑制破骨前体细胞的增殖和融合，使其凋亡数量明显增加[28]。在研究ERK1基因敲除的小鼠发现，ERK1在调节破骨细胞的分化、迁移和骨吸收功能中起重要作用[29]。破骨细胞中的许多细胞因子、生长因子等物质均能调控ERK信号通路，甘草酸能够抑制ERK信号通路的磷酸化，从而抑制破骨细胞的成熟和骨吸收功能，不影响骨量和骨小梁的形成[30]；同样，香紫苏醇也能抑制RANKL介导的ERK信号通路的活化，导致破骨细胞形成和功能障碍[31]，因此ERK信号通路的活化对于破骨细胞的分化和功能来说是必不可少的。破骨细胞在降解骨组织基质时需要释放含有组织蛋白酶K的溶酶体，而组织蛋白酶K的分泌活性取决于LC3的脂化水平。瞬变感受器电位蛋白4能够激活Ca2+/NFATc1通路，上调破骨细胞分化相关基因和自噬相关蛋白如Beclin-1、LC3-Ⅱ，从而促进破骨细胞的自噬和分化[32]。白细胞介素1β能够与RANKL协同作用，以Ca2+依赖的方式激活ERK信号通路，上调LC3的裂解和脂化水平，使其与LC3-Ⅱ结合并分泌到溶酶体内，促进破骨前体细胞分泌组织蛋白酶K。此外自噬相关蛋白7缺失的破骨前体细胞中的LC3脂化功能受损，白细胞介素1β不能介导组织蛋白酶K分泌增加[33]。
另外，之前研究较少的MEK5/ERK5信号通路的功能渐渐引起人们的关注[34-35]。研究表明，在小鼠的前列腺中条件性敲除ERK5基因会导致脊柱的严重变形和弯曲，这与破骨细胞的活性增加有关，将液体剪切应力施加在RAW264.7细胞上会抑制ERK5信号通路，从而使破骨细胞特异性基因表达下降[36]。此外，诱导ERK5磷酸化的是巨噬细胞集落刺激因子而不是RANKL，巨噬细胞集落刺激因子/MEK5/ERK5信号通路的激活能够介导破骨细胞的分化[37]。
2.3.2   JNK信号通路对破骨细胞自噬的调控   JNK是MAPK中的应激活化丝氨酸苏氨酸蛋白激酶家族。目前已经发现JNK有3种不同的基因：JNK1、JNK2、JNK3，其中JNK1有4个亚型，JNK2有4个亚型，JNK3有2个亚型。JNK1/2在机体各种组织中广泛表达，而JNK3在中枢神经系统、心脏平滑肌和睾丸中特异性表达。JNK在不同的应激刺激下，如环境应激、炎症因子、G蛋白偶联受体和生长因子等通过一系列的磷酸化作用被激活。炎症细胞因子受体或凋亡受体通过肿瘤坏死因子相关受体因子的适配蛋白激活JNK。肿瘤坏死因子受体的激活途径包括肿瘤坏死因子受体相关因子2、肿瘤坏死因子受体1相关死亡域蛋白、受体相互作用蛋白和死亡相关蛋白6，这些受体蛋白与凋亡信号调节激酶1结合，激活并磷酸化MAPK激酶4/7(MAP kinase kinase 4/7，MKK4/7)，MKK4/7进一步激活JNK[38]。JNK磷酸化并激活转录因子激活蛋白1，该蛋白由Jun蛋白与线粒体中Bcl-2家族的Fos蛋白二聚形成，随后激活转录因子2、c-myc、p53等。
JNK信号在调节破骨细胞的凋亡、形成和分化中发挥重要作用[39]。JNK1的激活诱导转录因子激活蛋白1活化，进而破骨细胞的形成。在RANKL的作用下形成的成熟的破骨细胞伴随着JNK1的活化，缺乏JNK1基因或携带JNK基因但却不能磷酸化的突变小鼠中分离出来的骨髓巨噬细胞表现出破骨细胞的骨吸收功能和细胞活性降低[40]。低浓度的白细胞介素17A能促进破骨前体细胞的自噬和破骨细胞形成，但无法使缺失RANKL和JNK基因的破骨前体细胞分化为破骨细胞；氯喹作为自噬抑制剂能显著抑制低浓度白细胞介素17A的促破骨形成效果，表明低浓度的白细胞介素17A能通过上调JNK1/RANKL信号通路水平诱导破骨细胞的自噬并促进破骨细胞形成[41]。
另外，最近有研究表明，JNK1能通过Beclin-1介导的自噬通路诱导破骨前体细胞自噬，从而调控由RANKL介导的破骨细胞的生成。Beclin‐1是哺乳动物中的酵母自噬相关蛋白6同源物，是与自噬最直接相关的分子，作为磷脂酰肌醇3-激酶多蛋白复合物中的核心亚基，在促进自噬体成熟和自噬功能起重要作用，因此也被看做是自噬起始的标志。研究表明，破骨细胞中Beclin‐1水平的下降将会通过活化T细胞核因子1降低细胞的分化和功能[42]。Beclin-1能与囊泡分选蛋白34和Bcl-2结合形成复合物，当Beclin-1与囊泡分选蛋白34结合时能在自噬体形成过程和调控囊泡蛋白分选发挥重要作用，而当其与Bcl-2结合则会阻断与囊泡分选蛋白34的结合作用，从而抑制自噬。JNK的促破骨细胞形成作用依赖于其下游信号Bcl-2的磷酸化，抑制了Bcl-2与Beclin-1结合，从而促进破骨前体细胞的自噬[43]。
2.3.3   p38信号通路对破骨细胞自噬的调控   p38是一类酪氨酸激酶，具有4种不同的亚型：p38α(MAPK14)、p38β(MAPK11)、p38 γ(MAPK12)、p38δ(MAPK13)，p38α在脂多糖的刺激下，其酪氨酸被迅速磷酸化。p38信号通路主要在破骨细胞形成和成熟的调控中起关键作用，从而影响骨组织的重塑[44]。p38可以被许多细胞因子和生长因子激活，如RANKL、转化生长因子β1、骨形成蛋白、肿瘤坏死因子α等。
p38信号通路既能促进自噬也能抑制自噬。自噬始于自噬相关蛋白同源物1复合物的形成，它由自噬相关蛋白同源物1、自噬相关蛋白13、自噬相关蛋白101和自噬相关蛋白17组成。自噬相关蛋白同源物1复合物与动物雷帕霉素复合物1有关，自噬启动时，自噬相关蛋白同源物1去磷酸化，自噬相关蛋白同源物1复合物与动物雷帕霉素复合物1分 离[45]。在小胶质细胞中，脂多糖能够激活p38α导致其磷酸化，使自噬相关蛋白同源物1磷酸化从而阻止了自噬相关蛋白同源物1与自噬相关蛋白13相结合，抑制小胶质细胞的自噬[46]。骨桥蛋白能抑制人结直肠癌细胞HCT116细胞的自噬，但阻断p38信号通路可逆转这种抑制，说明p38信号通路的激活抑制了细胞自噬[47]。在顺铂诱导的急性肾损伤中，发现经顺铂给药后的小鼠肾脏中转化生长因子Β活化激酶1的水平增加，转化生长因子β活化激酶1于是增加了p38信号通路的表达，使得管状上皮细胞过度自噬，加重了肾损伤[48]。经由DHA处理的U937细胞p38信号通路表达增加，巨噬细胞极化转录因子上调，LC3-Ⅱ的表达也增加，加入自噬抑制剂后p38信号通路也被抑制，表明DHA能通过p38信号通路促进细胞自噬和极化，在先天免疫中发挥作用[49]。
在破骨细胞形成过程中，破骨细胞因子刺激MAPK激酶激酶，如转化生长因子β活化激酶1，接着将信号传递给MAPK激酶3和MAPK激酶6使其磷酸化，随后通过激活核因子κB信号和活化T细胞核因子1诱导破骨细胞形成[50]。在巨噬细胞的发育过程中，巨噬细胞集落刺激因子诱导p38活化[51]。RANKL与RANK相结合通过TRAF6也可以使p38活化，从而诱导破骨细胞分化。骨保护素则可以直接激活p38信号通路，通过基质金属蛋白酶9调控破骨细胞的黏附作用，从而增强破骨细胞的功能[52]。p38基因缺失的幼年小鼠骨量增加，破骨细胞数量减少从而导致骨吸收减少。小鼠若去除Nbr1基因，将会导致p38信号通路被抑制，使得破骨细胞分化能力下降，成骨细胞分化增多，小鼠的骨密度和骨组织矿化程度随年龄增长[53]。

[1] COLLINS FL, WILLIAMS JO, BLOOM AC, et al. CCL3 and MMP-9 are induced by TL1A during death receptor 3 (TNFRSF25)-dependent osteoclast function and systemic bone loss. Bone. 2017;97:94-104. [2] SOYSA NS, ALLES N. Osteoclast function and bone-resorbing activity: An overview. Biochem Biophys Res Commun. 2016;476(3):115-120. [3] BOYLE WJ, SIMONET WS, LACEY DL. Osteoclast differentiation and activation. Nature. 2003;423(6937):337-342. [4] WADA T, NAKASHIMA T, HIROSHI N, et al. RANKL-RANK signaling in osteoclastogenesis and bone disease. Trends Mol Med. 2006;12(1):17-25. [5] LEE K, CHUNG YH, AHN H, et al. Selective Regulation of MAPK Signaling Mediates RANKL-dependent Osteoclast Differentiation. Int J Biol Sci. 2016;12(2):235-245. [6] GLICK D, BARTH S, MACLEOD KF. Autophagy: cellular and molecular mechanisms. J Pathol. 2010;221(1):3-12. [7] DESELM CJ, MILLER BC, ZOU W, et al. Autophagy proteins regulate the secretory component of osteoclastic bone resorption. Dev Cell. 2011;21(5):966-974. [8] MORTENSEN M, SOILLEUX EJ, DJORDJEVIC G, et al. The autophagy protein Atg7 is essential for hematopoietic stem cell maintenance. J Exp Med. 2011;208(3):455-467. [9] WANG K, NIU J, KIM H, et al. Osteoclast precursor differentiation by MCPIP via oxidative stress, endoplasmic reticulum stress, and autophagy. J Mol Cell Biol. 2011;3(6):360-368. [10] MIZUSHIMA N, KOMATSU M. Autophagy: Renovation of Cells and Tissues. Cell. 2011;147(4):728-741. [11] KABEYA Y, MIZUSHIMA N, YAMAMOTO A, et al. LC3, GABARAP and GATE16 localize to autophagosomal membrane depending on form-II formation. J Cell Sci. 2004;117(13):2805-2812. [12] LOOS B, ENGELBRECHT AM, LOCKSHIN RA, et al. The variability of autophagy and cell death susceptibility: Unanswered questions. Autophagy. 2013;9(9):1270-1285. [13] SCRIVO A, BOURDENX M, PAMPLIEGA O, et al. Selective autophagy as a potential therapeutic target for neurodegenerative disorders. Lancet Neurol. 2018;17(9):802-815. [14] LIPPAI M, LŐW P. The role of the selective adaptor p62 and ubiquitin-like proteins in autophagy. Biomed Res Int. 2014;2014:832704. [15] KIM CJ, SHIN SH, KIM BJ, et al. The Effects of Kaempferol-Inhibited Autophagy on Osteoclast Formation. Int J Mol Sci. 2018;19(1):125. [16] LI RF, CHEN G, REN JG, et al. The adaptor protein p62 is involved in RANKL-induced autophagy and osteoclastogenesis. J Histochem Cytochem. 2014;62(12):879-888. [17] LIN NY, STEFANICA A, DISTLER JHW. Autophagy A key pathway of TNF-induced inflammatory bone loss. Autophagy. 2013;9(8):1253-1255. [18] HELFRICH MH, HOCKING LJ. Genetics and aetiology of Pagetic disorders of bone. Arch  Biochem Biophys. 2008;473(2):172-182. [19] FLORES K, YADAV SS, KATZ AA, et al. The nuclear translocation of mitogen-activated protein kinases: molecular mechanisms and use as novel therapeutic target. Neuroendocrinology. 2019;108(2):121-131. [20] LEE K, SEO I, CHOI MH, et al. Roles of mitogen-activated protein kinases in osteoclast biology. Int J Mol Sci. 2018;19(10):3004. [21] GIRIO A, MONTERO JC, PANDIELLA A, et al. Erk5 is activated and acts as a survival factor in mitosis. Cell Signal. 2007;19(9): 1964-1972. [22] LEE K, CHUNG YH, AHN H, et al. Selective Regulation of MAPK Signaling Mediates RANKL-dependent Osteoclast Differentiation. Int J Biol Sci. 2016;12(2):235-245. [23] BOEHM C, HAYER S, KILIAN A, et al. The alpha-Isoform of p38 MAPK Specifically Regulates Arthritic Bone Loss. J Immunol. 2009;183(9): 5938-5947. [24] KOLCH W. Coordinating ERK/MAPK signalling through scaffolds and inhibitors. Nat Rev Mol Cell Biol. 2005;6(11):827-837. [25] KIM JH, HONG SK, WU PK, et al. Raf/MEK/ERK can regulate cellular levels of LC3B and SQSTM1/p62 at expression levels. Exp Cell Res. 2014;327(2):340-352. [26] HUANG H, NI H, MA K, et al. ANGPTL2 regulates autophagy through the MEK/ERK/Nrf-1 pathway and affects the progression of renal fibrosis in diabetic nephropathy. Am J Transl Res. 2019;11(9):5472-5486. [27] LI X, FENG K, LI J, et al. Curcumin Inhibits Apoptosis of Chondrocytes through Activation ERK1/2 Signaling Pathways Induced Autophagy. Nutrients. 2017;9(4):414 [28] OH JH, LEE JY, PARK JH, et al. Obatoclax regulates the proliferation and fusion of osteoclast precursors through the inhibition of ERK activation by RANKL. Mol Cells. 2015;38(3):279-284. [29] HE Y, STASER K, RHODES SD, et al. Erk1 Positively Regulates Osteoclast Differentiation and Bone Resorptive Activity. Plos One. 2011;6(9):e24780. [30] YIN Z, ZHU W, WU Q, et al. Glycyrrhizic acid suppresses osteoclast differentiation and postmenopausal osteoporosis by modulating the NF-κB, ERK, and JNK signaling pathways. Eur J Pharmacol. 2019; 859:172550. [31] JIN H, SHAO Z, WANG Q, et al. Sclareol prevents ovariectomy-induced bone loss in vivo and inhibits osteoclastogenesis in vitro via suppressing NF-κB and MAPK/ERK signaling pathways. Food Funct. 2019;10(10): 6556-6567. [32] CAO B, DAI X, WANG W. Knockdown of TRPV4 suppresses osteoclast differentiation and osteoporosis by inhibiting autophagy through Ca(2+) -calcineurin-NFATc1 pathway. J Cell Physiol. 2019;234(5):6831-6841. [33] CHUNG YH, CHOI B, SONG DH, et al. Interleukin-1β promotes the LC3-mediated secretory function of osteoclast precursors by stimulating the Ca²⁺-dependent activation of ERK. Int J Biochem Cell Biol. 2014;54:198-207. [34] LOVERIDGE CJ, VAN’T HOF RJ, CHARLESWORTH G, et al. Analysis of Nkx3.1: Cre-driven Erk5 deletion reveals a profound spinal deformity which is linked to increased osteoclast activity. Sci Rep. 2017;7:13241. [35] ADAM C, GLUECK L, EBERT R, et al. The MEK5/ERK5 mitogen-activated protein kinase cascade is an effector pathway of bone-sustaining bisphosphonates that regulates osteogenic differentiation and mineralization. Bone. 2018;111:49-58. [36] MA C, GENG B, ZHANG X, et al. Fluid Shear Stress Suppresses Osteoclast Differentiation in RAW264.7 Cells through Extracellular Signal-Regulated Kinase 5 (ERK5) Signaling Pathway. Med Sci Monit. 2020;26:e918370. [37] AMANO S, CHANG YT, FUKUI Y. ERK5 Activation Is Essential for Osteoclast Differentiation. Plos One. 2015;10(4):e0125054. [38] KUMAR A, SINGH UK, KINI SG, et al. JNK pathway signaling: a novel and smarter therapeutic targets for various biological diseases. Future Med Chem. 2015;7(15):2065-2086. [39] OTERO JE, DAI S, FOGLIA D, et al. Defective Osteoclastogenesis by IKK beta-null Precursors Is a Result of Receptor Activator of NF-kappa B Ligand (RANKL)-induced JNK-dependent Apoptosis and Impaired Differentiation. J Biol Chem. 2008;283(36):24546-24553. [40] WU H, HU B, ZHOU X, et al. Artemether attenuates LPS-induced inflammatory bone loss by inhibiting osteoclastogenesis and bone resorption via suppression of MAPK signaling pathway. Cell Death Dis. 2018;9(5):498. [41] KE D, FU X, XUE Y, et al. IL-17A regulates the autophagic activity of osteoclast precursors through RANKL-JNK1 signaling during osteoclastogenesis in vitro. Biochem Biophys Res Commun. 2018; 497(3):890-896. [42] CHUNG YH, JANG Y, CHOI B, et al. Beclin-1 Is Required for RANKL-Induced Osteoclast Differentiation. J Cell Physiol. 2014;229(12):1963-1971. [43] KE D, JI L, WANG Y, et al. JNK1 regulates RANKL-induced osteoclastogenesis via activation of a novel Bcl-2-Beclin1-autophagy pathway. Faseb J. 2019;33(10):11082-11095. [44] CONG Q, JIA H, LI P, et al. p38 alpha MAPK regulates proliferation and differentiation of osteoclast progenitors and bone remodeling in an aging- dependent manner. Sci Rep. 2017;7:45964. [45] CHEN J, LONG F. mTOR signaling in skeletal development and disease. Bone Res. 2018;6:1. [46] HE Y, SHE H, ZHANG T, et al. p38 MAPK inhibits autophagy and promotes microglial inflammatory responses by phosphorylating ULK1. J Cell Biol. 2018;217(1):315-328. [47] HUANG RH, QUAN YJ, CHEN JH, et al. Osteopontin Promotes Cell Migration and Invasion, and Inhibits Apoptosis and Autophagy in Colorectal Cancer by activating the p38 MAPK Signaling Pathway. Cell Physiol Biochem. 2017;41(5):1851-1864. [48] ZHOU J, FAN Y, ZHONG J, et al. TAK1 mediates excessive autophagy via p38 and ERK in cisplatin-induced acute kidney injury. J Cell Mol Med. 2018;22(5):2908-2921. [49] KAWANO A, ARIYOSHI W, YOSHIOKA Y, et al. Docosahexaenoic acid enhances M2 macrophage polarization via the p38 signaling pathway and autophagy. J Cell Biochem. 2019;120(8):12604-12617. [50] BOYLE DL, HAMMAKER D, EDGAR M, et al. Differential Roles of MAPK Kinases MKK3 and MKK6 in Osteoclastogenesis and Bone Loss. Plos One. 2014;9(1):e84818. [51] CHUNG YH, JANG Y, CHOI B, et al. Beclin-1 is required for RANKL-induced osteoclast differentiation. J Cell Physiol. 2014;229(12):1963-1971. [52] ZHAO H, LIU X, ZOU H, et al. Osteoprotegerin induces podosome disassembly in osteoclasts through calcium, ERK, and p38 MAPK signaling pathways. Cytokine. 2015;71(2):199-206. [53] WHITEHOUSE CA, WATERS S, MARCHBANK K, et al. Neighbor of Brca1 gene (Nbr1) functions as a negative regulator of postnatal osteoblastic bone formation and p38 MAPK activity. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010; 107(29):12913-12918.

[1]	蒲 锐, 陈子扬, 袁凌燕. 不同细胞来源外泌体保护心脏的特点与效应[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(在线): 1-.
[2]	张同同, 王中华, 文 杰, 宋玉鑫, 刘 林. 3D打印模型在颈椎肿瘤手术切除与重建中的应用[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1335-1339.
[3]	张 超, 吕 欣. 髋臼骨折固定后的异位骨化：危险因素、预防及其治疗进展[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1434-1439.
[4]	周继辉, 李新志, 周 游, 黄 卫, 陈文瑶. 髌骨骨折修复内植物选择的多重问题[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1440-1445.
[5]	王德斌, 毕郑刚. 尺骨鹰嘴骨折-脱位解剖力学、损伤特点、固定修复及3D技术应用的相关问题[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1446-1451.
[6]	姬志祥, 蓝常贡. 尿酸盐转运蛋白在痛风中的多态性和治疗相关性[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(8): 1290-1298.
[7]	袁 美, 张新新, 郭祎莎, 毕 霞. 循环microRNA在血管性认知障碍诊断中的应用[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(8): 1299-1304.
[8]	汪显耀, 关亚琳, 刘忠山. 提高间充质干细胞治疗难愈性创面的策略[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1081-1087.
[9]	万 然, 史 旭, 刘京松, 王岩松. 间充质干细胞分泌组治疗脊髓损伤的研究进展[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1088-1095.
[10]	廖成成, 安家兴, 谭张雪, 王 倩, 刘建国. 口腔鳞状细胞癌干细胞的治疗靶点及应用前景[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1096-1103.
[11]	赵 敏, 冯柳祥, 陈 垚, 顾 霞, 王平义, 李一梅, 李文华. 低氧环境下外泌体可作为疾病的标志物[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1104-1108.
[12]	谢文佳, 夏天娇, 周卿云, 刘羽佳, 顾小萍. 小胶质细胞介导神经元损伤在神经退行性疾病中的作用[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1109-1115.
[13]	李珊珊, 郭笑霄, 尤 冉, 杨秀芬, 赵 露, 陈 曦, 王艳玲. 感光细胞替代治疗视网膜变性疾病[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1116-1121.
[14]	焦 慧, 张一宁, 宋雨晴, 林 宇, 王秀丽. 乳腺癌类器官研究进展及临床应用前景[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1122-1128.
[15]	王诗琦, 张金生. 中医药调控缺血缺氧微环境对骨髓间充质干细胞增殖、分化及衰老的影响[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1129-1134.

骨骼是动物体内的一种特殊的结缔组织，在哺乳动物中，骨骼具有多种重要的功能，包括保护重要器官、附着骨骼肌、矿物质离子的储存以及激素的分泌器官。为了完成上述功能，骨骼系统在一生中经历着不断的重塑。骨组织的持续重塑主要是通过成骨细胞和破骨细胞之间的协同作用来调节完成的。前者促进骨的形成，后者则促进骨的吸收。成骨细胞由间充质干细胞发育而来，通过合成和分泌Ⅰ型胶原，促进骨基质矿化形成新骨。破骨细胞则是唯一具有吸收有机物质和无机骨成分的细胞，它分泌蛋白酶来降解有机胶原基质，并通过质子泵使骨吸收部位酸性增加，促进无机矿物的溶解。骨组织基质的流失是许多生理和病理情况下常见的表现，比如衰老、暴露于化学物质下和某些疾病，骨质疏松症这一常见的骨骼疾病，就是由于骨组织的过度吸收引起的，这也突出了破骨细胞在骨重建中的重要作用。此外，较大的骨缺损的重建在目前来说仍然是一项挑战，组织工程为骨缺损的修复提供了新的思路，而生物支架材料在骨缺损修复的组织工程中必不可少，生物支架材料在植入后如何形成骨组织稳态就成了关键。在真核细胞中，自噬（autophagy）是一种重要的分解代谢过程，也是细胞的自我保护机制，目的是为了回收受损的细胞器和大分子物质以利于细胞自身代谢或细胞器更新，对于维持细胞自身稳态具有重要意义。目前越来越多的证据表明自噬参与了骨组织的代谢，在骨组织稳态中起到重要作用。自噬途径中的多种成分都有助于促进破骨细胞的增殖、分化和功能。此次综述的目的是介绍丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信号通路介导的自噬对破骨细胞影响的研究进展，近年来的一些研究也进一步阐明了自噬在调节破骨细胞增殖分化和功能中的重要作用。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

1.1   资料来源   通过计算机检索中国知网、万方医学网、PubMed数据库中的相关文献，检索时间从建库以来截止至2020-06-31，中文检索词为“丝裂原活化蛋白激酶，破骨细胞，自噬”，英文检索词为“mitogen-activated protein kinase，ERK，p38，JNK，osteoclast，autophagy”。
1.2   纳入与排除标准
纳入标准：①与MAPK信号通路介导的自噬相关的研究；②细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase，ERK)信号通路介导的自噬对破骨细胞的影响；③c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase，JNK)信号通路介导的自噬对破骨细胞的影响；④p38信号通路介导的自噬对破骨细胞的影响；⑤MAPK信号通路介导的自噬对于骨稳态的影响。
排除标准：重复性研究以及与此次讨论内容关系不密切的研究。

经过阅读标题、摘要的筛选，排除与研究目的相关性不紧密以及内容陈旧、重复的文献，对最终符合标准的53篇文献进行综述。文献检索流程见图1。

骨组织稳态的维持与破骨细胞分化密切相关，破骨细胞在骨重建中吸收骨组织、帮助骨组织循环，与成骨细胞相互作用维持骨重建和骨吸收的平衡。自噬是一种维持细胞内稳态的重要调节机制，其在骨组织稳态中的重要作用更为明显，自噬与破骨细胞的增殖、分化和功能密切相关，因此在骨稳态的维持中也发挥重要作用。对于MAPK信号通路调控的自噬对破骨细胞的影响大多集中在ERK、JNK、p38这3种亚型上。ERK信号通路的激活往往伴随着Ca2+的参与，尽管之前的研究显示ERK通路的激活与破骨前体细胞的增殖和破骨细胞的凋亡有关，但ERK介导的自噬却通过将LC3脂化为LC3-Ⅱ来促进破骨细胞分泌组织蛋白酶K这样的方式调控破骨细胞的骨吸收功能。此外，ERK中研究较少的ERK5或许能成为ERK调控破骨细胞自噬新的关注点。JNK信号通路对破骨细胞自噬的调控主要影响破骨细胞的分化和功能，并且与Beclin-1密切相关，常依赖于RANKL信号通路发挥作用。p38介导的自噬对破骨细胞影响的研究过少，可能主要是因为其既能抑制自噬又能促进自噬的双向作用，也表明p38信号通路介导的自噬过于复杂，影响到其他信号通路从而共同产生作用。目前对于MAPK信号通路介导的自噬对破骨细胞影响的具体机制仍未阐明，MAPK通路介导的自噬受到多种因素以及多条通路的精细调控，对于MAPK通路诱导的自噬调控破骨细胞的具体机制尚缺乏深入研究。
自噬相关基因的缺失会不同程度地影响破骨细胞的分化和功能，甚至引起多种骨组织疾病。异常的自噬活性将导致骨重建平衡的破坏，表现为骨质疏松和骨硬症等疾病状态。在骨组织工程中自噬活性过高和降低都将会导致骨稳态的破坏，从而导致生物支架材料植入后形成病理状态，从而失去原本的作用与价值，但自噬如何具体调控破骨细胞的分化及功能目前也未完全阐明。在骨组织工程中，骨组织材料植入后，成骨细胞和破骨细胞如何相互作用以及形成良好的骨稳态仍旧是一个难题。总之，目前还需要大量动物实验或临床研究来检验自噬对破骨细胞的影响，以及自噬在骨组织工程中的调节和维持作用，希望MAPK通路介导自噬对破骨细胞的调控研究能为骨组织稳态维持以及骨组织工程进展提供一条新的思路。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

文题释义：

丝裂原活化蛋白激酶：是一类信号转导蛋白酶，主要分为细胞外信号调节激酶、c-Jun氨基末端激酶、p38激酶和ERK5活化激酶4个亚家族，在真核细胞中可以将多种细胞外刺激转化为特定的细胞反应，充当信号枢纽，从而调节细胞增殖、分化、应激反应、自噬以及凋亡等过程。

自噬：是真核细胞中高度保守的、重要的分解代谢过程，也是细胞的自我保护机制，可以清除错误折叠的蛋白质和受损的细胞器并消灭细胞内的病原体，以利于细胞自身代谢或细胞器更新，对于维持细胞自身稳态具有重要意义。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

	阅读次数
	全文
	摘要