斯钙素参与哺乳动物骨代谢调控及其作用分析

　　斯钙素-1（stanniocalcin-1,STC-1）是首先在鱼类中被发现的重要的参与钙调节的激素，血清钙升高可以引起斯坦尼小体释放STC-1,调节钙离子流通过鳃和肠来保持血液中钙浓度稳定[1].直到由两个实验室分别成功克隆老鼠和人类斯钙素（stannio-calcin,STC）cDNA才证实了哺乳动物体内存在STC基因[2-3].鱼类和哺乳动物表达两种STC基因---STC-1和STC-2,它们基因结构相似，都有4个外显子和相对保守内含子边界序列[4].哺乳动物STC-1和STC-2都属于分泌型的磷酸化糖蛋白，它们都含有N-糖基化基序、24个氨基酸的信号肽序列和15个氨基酸前序列，上述序列经剪切、加工产生成熟的蛋白[5].

　　作为一种分泌型蛋白，哺乳动物STC-1mRNA在体内多个组织中广泛表达，在卵巢、肾、前列腺、甲状腺等组织表达水平较高[3,6].早前的研究发现，除了妊娠期及哺乳期，哺乳动物血液中检测不到STC-1蛋白；然而，近年来发现哺乳动物血液中也能产生STC-1,它们可能黏附于一些可溶性蛋白发挥作用[7].动物体内各个部位STC-1mRNA表达量和检测出的STC-1蛋白量并不一致。例如，通过原位杂交检测肾脏STC-1mRNA的表达位置在皮质和髓质收集管，但STC-1蛋白却能在整个肾单位中检测出[8].同样，STC-1mRNA的表达和蛋白表达量在卵巢和子宫中也不一致[6,9],这说明了STC-1很可能以自分泌/旁分泌的方式产生效应。虽然哺乳动物STC-1的许多功能尚未得到证实，但已有研究结果表明，其表达水平受到多个信号通路调节[10],其表达失调也和恶性肿瘤有关[11],这也说明其在体内许多器官的生理活动中产生重要作用。哺乳动物STC-2基因和STC-1一样也在体内广泛表达，人类STC-2主要产生部位是胰腺，由胰岛细胞产生，其可能参与动物机体葡萄糖和能量代谢[5].其表达异常也与细胞癌变及体内多种恶性肿瘤有关[12].

　　1 STC基因参与哺乳动物骨代谢调控随着哺乳动物

　　STC基因的克隆，人们开始利用多种分子生物学方法开展STC在哺乳动物骨骼发育中的研究，越来越多的研究证据表明，STC对哺乳动物的骨代谢有显着影响。通过原位分子杂交（ISH）方法检测出小鼠成骨细胞、软骨细胞以及未分化椎间盘间质细胞中STC-1基因的表达，而破骨细胞中未见STC-1表达[9].

　　STC-1基因在啮齿动物成骨细胞及颅骨间质细胞检测出表达，另外，体外开展的颅盖骨细胞培养试验中STC-1的表达贯穿整个分化过程[13-14].还发现STC-1在小鼠成骨细胞和股骨与颅骨的软骨细胞中表达，这表明STC-1在哺乳动物局部骨骼发育中有作用。另外，在使用鼠颅骨细胞培养的研究中发现STC-1对成骨细胞分化有影响[15].研究发现STC-1在体内对大鼠妊娠E20d软骨细胞增殖、跖骨长度的增长有抑制作用[16].培养液中添加重组hSTC-1能促进颅骨成骨细胞 的融合，也能通过 诱导Na/Pi转运 子PiT1/SLC20A1的表达来增强骨钙化，进而导致磷吸收增加[17].

　　STC-2基因也有类似的报道，其对骨骼发育有影响，在鼠类生长板中，尤其是在C型利钠肽处理的胫骨后的肥大区域检测出表达[18].上述研究结果表明，STC基因是以自分泌及旁分泌的方式通过调节软骨及骨细胞中磷的利用率在骨的形成中发挥作用。