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颞下颌关节紊乱病（temporomandibular joint disorder，TMD）是口腔临床的常见疾病。颞下颌关节（temporomandibular joint，TMJ）骨关节病（osteoarthrosis，OA）是TMD中最严重的类型。OA主要表现为软骨的退变和软骨下骨的异常改建。软骨下骨的改建参与了OA的病理进程。由成骨细胞和破骨细胞活性异常增强引起的软骨下骨骨转换增加是OA的主要标志之一。由于早期OA在临床上难以诊断，因此动物实验为研究OA早期病理变化提供了可能。我课题组建立的前牙单侧反牙合（unilateral anterior crossbite，UAC）模型可导致TMJ髁突OA样改变。在以往的研究中，我们发现，UAC可致大鼠TMJ髁突软骨下骨骨量丢失，伴破骨细胞活性增强、成骨细胞活性先减弱（实验2W）后增强（实验4W）。在本实验中，我们通过TRAP和免疫组织化学染色检测大鼠TMJ髁突软骨下骨中破骨细胞和成骨细胞的数量。结果显示，UAC可致大鼠TMJ髁突软骨下骨中破骨细胞数量在2W时减少（P<0.05），在4W和8W时增多（P<0.05），而成骨细胞数量在2W、4W和8W时均减少（P<0.05）。破骨细胞和成骨细胞数量和活性的不匹配导致大鼠TMJ髁突软骨下骨的异常改建。成骨细胞活性的增强不足以弥补破骨细胞活性显著增强引起的骨吸收，最终导致软骨下骨骨量的丢失。由于UAC大鼠TMJ髁突软骨下骨中破骨细胞活性从实验2W开始增强，而成骨细胞活性从4W开始增强。因此，我们对实验2W和4W组进一步进行了细胞和分子水平的研究。骨髓间充质干细胞（bone marrow stromal cells，BMSCs）具有向成骨细胞分化的潜能，在骨修复中起重要作用。那么，UAC是否通过降低BMSCs的数量导致大鼠TMJ髁突软骨下骨中成骨细胞数量减少？流式细胞术检测显示，UAC在4W时可致大鼠TMJ髁突软骨下骨骨髓细胞中BMSCs比例降低（P<0.001），这可能是4W时大鼠TMJ髁突软骨下骨中成骨细胞数量减少的原因。此外，UAC是否通过改变BMSCs本身的成骨能力导致大鼠TMJ髁突软骨下骨中成骨细胞活性的改变？我们体外培养2W和4W组大鼠TMJ髁突软骨下骨中的BMSCs，并对其增殖、成骨分化和趋化能力进行进一步研究。结果显示，2W时，BMSCs的增殖、成骨分化和趋化能力降低，伴Runx2mRNA的表达和Rankl/Opg比例降低，这可能是2W时大鼠TMJ髁突软骨下骨中成骨细胞数量和活性降低的原因。而4W时，BMSCs的增殖、成骨分化和趋化能力增高，伴Runx2mRNA的表达和Rankl/Opg比例升高，这可能是4W时TMJ髁突软骨下骨中成骨细胞活性增强的原因。以上结果说明UAC可通过改变软骨下骨局部BMSCs的成骨能力调控大鼠TMJ髁突软骨下骨的骨形成。破骨前体细胞与成骨细胞系细胞之间的细胞-细胞相互接触对破骨细胞的形成是必须的。由于位置上的接近性，BMSCs在破骨前体细胞的分化中可能较成熟成骨细胞更为重要。并且，BMSCs能够促进破骨前体细胞向骨表面迁移。为此，我们检测了体外培养的大鼠TMJ髁突软骨下骨中BMSCs在破骨前体细胞的趋化和分化中的作用。结果显示，UAC可致BMSCs在2W时抑制破骨前体细胞的迁移（P<0.001），这可能是2W时大鼠TMJ髁突软骨下骨中破骨细胞数量减少的原因。而在4W时UAC可促进BMSCs诱导的破骨前体细胞的迁移（P<0.001）和分化（P<0.05），伴BMSCs中CXCL12蛋白水平和Rankl/Opg mRNA比例的升高，这可能是4W时大鼠TMJ髁突软骨下骨中破骨细胞数量和活性增高的原因。以上结果说明UAC可通过改变软骨下骨局部BMSCs诱导的破骨前体细胞的迁移和分化调控大鼠TMJ髁突软骨下骨的骨吸收。Real-time PCR结果显示，UAC可致体外培养的大鼠TMJ髁突软骨下骨中BMSCs在4W时高表达Wnt5a和Ror2。文献报道，Wnt5a在细胞功能的调控方面发挥着重要的作用，包括细胞的迁移，以及成骨细胞和破骨细胞的形成等。这就提示我们，Wnt5a/Ror2通路可能参与了BMSCs介导的软骨下骨改建的调控。结果显示，外源性Wnt5a可促进GFP-BMSCs的成骨分化及其诱导的RAW264.7细胞的趋化和分化。抑制GFP-BMSCs中Ror2的表达，可下调Runx2、Cxcl12的表达和Rankl/Opg比例，并抑制GFP-BMSCs的成骨分化（P<0.001）及与其共培养的RAW264.7细胞的迁移（P<0.01）。此外，JNK抑制剂SP600125将Wnt5a引起的GFP-BMSCs向成骨细胞的分化降低到四组（JNK、Ca2+/NFAT、TGF-β和NF-κB抑制组）中的最低水平（P<0.001）。而文献报道，JNK通路能够通过增强Runx2的活性，促进BMSCs向成骨细胞的分化。Ca2+/NFAT抑制剂Cyclosporin A能将Wnt5a刺激的BMSCs诱导的破骨前体细胞的迁移降低到对照水平以下（P<0.001），并抑制破骨前体细胞向破骨细胞的分化（P<0.05）。文献报道，成骨细胞中Ca2+/NFAT通路通过调控趋化因子的表达，促进破骨前体细胞的募集。而RANKL可激活破骨前体细胞中的Ca2+/NFAT通路促进破骨细胞形成。以上结果说明BMSCs中的Wnt5a/Ror2信号一方面可通过上调Runx2的表达促进其自身的成骨分化，另一方面可通过上调Cxcl12和Rankl的表达促进BMSCs诱导的破骨前体细胞的趋化和分化。从而增强TMJ髁突软骨下骨的骨转换并最终导致骨量的丢失。综上所述，UAC可造成大鼠TMJ髁突软骨下骨BMSCs本身成骨能力及BMSCs诱导的破骨前体细胞的趋化和分化能力的改变，进而影响成骨细胞和破骨细胞的细胞学行为。BMSCs中Wnt5a/Ror2通路可能参与了该过程。UAC造成的大鼠TMJ髁突软骨下骨的异常改建，使得成骨细胞形成的新骨不足以修复破骨细胞吸收的骨量，最终导致了TMJOA早期软骨下骨骨吸收的表型。本研究从细胞学和分子学水平阐述了异常生物力致大鼠TMJ髁突软骨下骨异常改建的机理，为TMJOA的发生提供了新的解释。