从生物学角度来看，史前人类的骨骼至今仍能保存完好是令人不可思议的。骨可以明显抵抗外界环境的侵蚀作用，但是在体内，骨却以相当高的速率进行着自我更新即骨改建过程。每年成人的骨头约有10%被改建。这两个明显矛盾的结果说明破骨细胞在当中发挥着特异的、不可替代的作用。在骨改建过程中破骨细胞降解骨基质，募集骨髓间充质干细胞至骨吸收位点，分化为成骨细胞形成新骨。成骨细胞与破骨细胞一起共同维持骨改建的动态平衡。一旦破骨细胞功能亢进，打破了平衡，就会导致一些疾病如类风湿性关节炎、牙周炎、代谢性骨病及骨质疏松等。因而，对于破骨细胞分化的分子机制的研究具有重要的临床意义。破骨细胞是具有骨吸收活性的多核细胞，来源于单核-巨噬细胞系。破骨细胞的分化和激活受成骨细胞或骨髓基质细胞的紧密调控。RANKL和M-CSF对破骨细胞的发育至关重要。RANKL是TNF细胞因子家族成员，许多与骨吸收相关因子调节其表达如interleukin-1（IL-1）、IL-6和TNF-а。M-CSF促进破骨细胞祖细胞的增殖和生存，而RANKL则主要调控这些细胞的分化和激活。Notch信号通路是一个高度保守的信号通路，在许多细胞功能如细胞增殖、分化和凋亡中发挥关键作用。在哺乳动物中，Notch配体（Jagged1、Jagged2和Delta-like （Dll）1、3和4）与Notch受体（Notch1-4）结合后，Notch受体被激活，在包含γ-分泌酶的蛋白酶复合物作用下，Notch受体的胞内段（NICD）被释放入核，然后NICD与转录因子RBP-J及Mastermind-like proteins I （Maml I）一起启动Notch下游靶基因的表达，如Hes家族等。许多研究表明，Notch与骨发育密切相关。而RBP-J是Notch信号途径中所有Notch受体的共同核内转录因子，剔除RBP-J即可完全阻断Notch信号通路，但其在破骨细胞分化及功能中的作用却少有研究。为了阐明转录因子RBP-J在破骨细胞分化及功能中的调控作用，本实验采用了条件性的基因剔除小鼠模型，在骨髓及巨噬细胞中分别诱导剔除了RBP-J，进一步地明确了RBP-J在破骨细胞分化及功能中的作用。主要研究分三部分：1．通过交配Mx-Cre的转基因小鼠和RBP-Jflox/flox条件性基因剔除小鼠,得到了同时携带有Mx-Cre和RBP-Jflox/flox的双转基因条件性剔除小鼠。经过8-12周的poly （I）–poly （C）诱导后，得到的转基因小鼠骨髓中RBP-J的剔除效率接近了100%。结果显示，RBP-J剔除鼠的股骨中骨小梁减少，并且骨髓中破骨细胞数目增多。同时四环素-钙黄绿素荧光双标实验证实剔除鼠骨髓中成骨细胞功能正常。说明在骨髓中剔除RBP-J促进了破骨细胞的分化，从而引起骨量减少。2．为了证明RBP-J剔除引起的骨量减少的现象是破骨细胞祖细胞即巨噬细胞特异性的，我们通过交配LysM-Cre的转基因小鼠和RBP-J^flox/flox条件性基因剔除小鼠，得到了同时携带有LysM-Cre和RBP-Jflox/flox的双转基因条件性剔除小鼠。从而在巨噬细胞中特异性地剔除了RBP-J。结果显示，同Mx-Cre RBP-J^flox/flox的转基因鼠相似，LysM-Cre RBP-J^flox/flox小鼠股骨中骨小梁也是减少的，骨髓中破骨细胞数目也是增加的。说明在破骨细胞祖细胞即巨噬细胞中剔除RBP-J确实能影响破骨细胞的分化。3．体外培养剔除鼠及对照鼠的BMMs，刺激其分化为破骨细胞，也证实了RBP-J剔除后确实增加破骨细胞分化，同时破骨细胞的骨吸收活性也增强了。实时定量PCR检测破骨细胞分化过程中关键性调控因子的表达水平，发现剔除鼠中TRAP基因的表达明显增加。以上这些结果表明RBP-J是破骨细胞分化的关键性的负性调控因子。综上所述，我们通过条件性基因剔除小鼠在骨髓及巨噬细胞中分别剔除了转录因子RBP-J，观察了剔除鼠股骨中骨量变化情况，发现剔除鼠骨髓中破骨细胞数目增多，活性增强，从而引起了骨量减少的现象。同时RBP-J剔除能明显增加破骨细胞特异性酶TRAP的表达水平。以上研究结果表明在破骨细胞分化及成熟过程中，RBP-J作为一个负性调控因子抑制了破骨细胞的分化及成熟，对于破骨细胞功能异常引发的疾病的研究具有重要的临床意义。