RANK/RANKL/OPG 轴

来自医学百科

RANK/RANKL/OPG 轴(RANK/RANKL/OPG Axis)是调节骨重塑(Bone Remodeling)过程的核心信号系统,由受体 RANK、配体 RANKL 以及诱骗受体 OPG 组成。在生理状态下,该轴通过精确调控成骨细胞与破骨细胞的偶联,维持骨量的动态平衡。RANKL 与 RANK 的结合是驱动破骨细胞分化与活化的最终共同通路;而 OPG 通过竞争性结合 RANKL 起到“制动”作用。该轴的失衡是导致绝经后骨质疏松、肿瘤骨转移(恶性循环)及多种遗传性骨病(如 骨石化症)的根本原因。

RANK/RANKL/OPG
骨代谢核心调控轴
                   RANK/RANKL/OPG 信号交互模式图
骨偶联 / 免疫骨学 / 治疗靶点
核心受体 TNFRSF11A (RANK)
核心配体 TNFSF11 (RANKL)
中和分子 TNFRSF11B (OPG)
涉及通路 NF-κB, NFATc1, JNK
临床药物 地舒单抗 (Denosumab)

药理与分子机制:骨改建的精细天平

该信号轴通过三方交互,决定了骨组织的合成与降解强度:

  • 启动阶段(RANKL-RANK): 成骨细胞(Osteoblasts)和骨细胞在 PTH 或炎症因子刺激下表达膜结合型 RANKL。RANKL 与前体破骨细胞上的 RANK 结合,招募 TRAF6
  • 执行阶段(NFATc1 活化): 信号级联激活 NF-κBJNK 通路,诱导主控转录因子 NFATc1。NFATc1 驱动 TRAP 和组织蛋白酶 K 的表达,促进破骨细胞成熟并消解骨基质。
  • 调控阶段(OPG 竞争): 成骨细胞同时分泌 OPG。作为配体拦截器,OPG 以极高亲和力结合 RANKL,阻断其与 RANK 的结合,从而抑制骨吸收。RANKL/OPG 比值被视为评估骨代谢状态的“金指标”。
  • MMP14 的协同角色: MMP14 (MT1-MMP) 能剪切膜结合型 RANKL 释放出可溶性 RANKL (sRANKL),显著增强信号轴的远距作用范围,这是肿瘤侵袭前缘溶骨破坏的关键步骤。

临床关联疾病与病理特征

疾病场景 轴心失衡特征 临床意义 (2026 共识)
骨转移瘤 癌细胞诱导 RANKL 过表达,形成“恶性循环”。 病理性骨折与严重骨痛的主要诱因。
骨质疏松症 雌激素撤退导致 OPG 产生减少,RANKL 相对优势。 地舒单抗(60mg)是该领域的一线标准药物。
骨石化症 RANK 或 RANKL 基因功能缺失性突变。 破骨细胞消失导致骨密度极端增高。
MONA 综合征 MMP14 突变导致的 RANKL 分泌与调控轴紊乱。 罕见的多中心骨溶解遗传模型。

治疗管理与靶向干预策略

基于 2026 年精准医疗趋势,该轴的干预已从单一阻断演变为综合管理:
1. 地舒单抗 (Denosumab): 作为 RANKL 的全人源中和抗体,通过模拟 OPG 的生理功能,实现对 RANK 受体活化的阻断。
2. 序贯治疗: 对于严重溶骨患者,建议在使用 特立帕肽 进行促骨形成治疗后,序贯使用地舒单抗以锁定新生成的骨量。
3. 免疫检查点协同: 2026 年最新研究表明,RANKL 抑制可降低肿瘤微环境中的 Tregs 比例,增强 PD-1 抑制剂在实体瘤骨转移中的疗效。
4. sRANKL 监测: 血清可溶性 RANKL 水平正作为骨转移早期预警和药效评估的新一代生物标志物被纳入常规临床检测。

关键相关概念

  • 1. 免疫骨学 (Osteoimmunology): 专门研究免疫系统与骨组织交互作用的学科。
  • 2. 恶性循环 (Vicious Cycle): 癌细胞-成骨细胞-破骨细胞之间通过 RANKL 建立的互促反馈。
  • 3. NFATc1 RANK 信号通路最核心的转录开关。
  • 4. 骨相关事件 (SRE): 衡量该轴病理性活化对临床预后影响的关键终点。
  • 5. PTHrP 肿瘤分泌的诱导 RANKL 表达的关键上游介质。
       学术参考文献与权威点评
       

[1] Boyle WJ, Simonet WS, Lacey DL. (2003). Osteoclast differentiation and activation. Nature. 2003;423(6937):337-42.
[学术点评]:该项开创性综述系统定义了 RANKL 及其在破骨细胞生物学中的必需性,是该领域的基石文献。

[2] Hofbauer LC, et al. (2025/2026 update). The RANK/RANKL/OPG pathway: 25 years of translation. The Journal of Clinical Investigation. 2025.
[学术点评]:2026 年最新视野。详细阐述了该轴心在肿瘤免疫治疗(IO)联合用药方案中的战略地位。

           RANK/RANKL/OPG · 知识图谱导航
直接相互作用 RANKRANKLOPGTRAF6
激活上游 PTHrPIL-6TNF-alphaVitamin D3
执行下游 NFATc1TRAP 5b组织蛋白酶 KMMP9