引用本文： 杨辉亮, 周春光, 宋跃明. 1型神经纤维瘤病相关脊柱畸形致病机制的研究进展. 中国修复重建外科杂志, 2016, 30(9): 1174-1178. doi: 10.7507/1002-1892.20160239 复制
1型神经纤维瘤病（neurofibromatosis type 1，NF1）是一种常见的常染色体显性遗传病，发病率大约为1/3 000[1]，其发病与NF1基因变异密切相关。该基因能够转录翻译成一种含有2 818个氨基酸的神经纤维瘤素[2]。该病临床表现多样，包括多发性皮肤软纤维瘤、皮肤牛奶咖啡斑，也可累及全身多个器官和系统，可伴发先天性发育不良、恶性肿瘤等。脊柱畸形是NF1常见的临床表现之一。据统计，10%～77% NF1成人患者患有脊柱畸形[3]，约3%脊柱侧凸成人患者患有NF1[4]；10%～33% NF1患儿患有脊柱畸形，约2%脊柱侧凸患儿患有NF1[5]。NF1引起的脊柱畸形分为非营养不良型和营养不良型两类。目前，对于NF1相关的脊柱畸形发病机制尚未明确，可能包括神经纤维瘤直接侵蚀、椎管内硬脊膜扩张、骨量减少及骨质疏松等方面。现对目前相关研究进展作一总结，以期为该领域的研究提供更多信息。
1 神经纤维瘤直接侵蚀
研究表明，椎体周围和椎体内的神经纤维瘤会压迫椎体，导致椎体在压力作用下破坏吸收，从而形成脊柱畸形[6-7]。也有学者认为神经纤维瘤分泌的生物化学物质破坏了局部骨代谢平衡，进而使椎体破坏吸收，出现脊柱畸形[8]。但是具体分子机制尚不完全清楚，目前仅能明确NF1患者存在骨代谢失平衡，即破骨作用增强而成骨作用减弱。
神经纤维瘤分为3种类型：局部型、丛状型、弥漫型，3种类型均与NF1有关，但是只有丛状型神经纤维瘤是NF1的标志性疾病，25%～30% NF1患者伴发丛状型神经纤维瘤[9]，并且丛状型神经纤维瘤能发展成为恶性周围神经鞘瘤。神经纤维瘤周围的血管丰富，其刺激血管生成的能力也是发生恶化的条件之一。NF1患者伴发的神经纤维瘤来源于能表达S100蛋白的雪旺细胞[10]。另外这些神经纤维瘤的瘤体内还包括成纤维细胞、血管内皮细胞和肥大细胞。Zhu等[11]发现敲除小鼠雪旺细胞的2个NF1基因不能使其发展成为神经纤维瘤，但只敲除1个NF1基因，形成NF1基因杂合子后，即可观察到丛状型神经纤维瘤生长。
NF1基因编码的神经纤维瘤素是一种肿瘤抑制物，神经纤维瘤素的主要功能区由第21-27a外显子编码，序列与GTP酶激活蛋白家族（GTPase-activating proteins，GAPs）相似。GAPs功能是使GTP酶从与GTP结合的活化状态转化为与GDP结合的失活状态。而神经纤维瘤素的靶点GTP酶是p21ras（Ras），即神经纤维瘤素能使与Ras结合状态的GTP水解变成GDP，Ras失活。因此神经纤维瘤素是Ras信号转导的一种负调节因子。所以敲除NF1基因会导致雪旺细胞和肥大细胞神经纤维瘤素合成不足，细胞内活化状态的Ras增加，从而使Ras/Raf/MEK/ERK信号通路处于高活动状态，雪旺细胞和肥大细胞能分泌更多VEGF和bFGF[12]。而NF1基因缺陷的血管内皮细胞受到更多VEGF和bFGF刺激后，通过Ras/ERK信号通路，迁移和增殖能力有所增加，因此NF1相关的神经纤维瘤周围血管非常丰富，为神经纤维瘤的生长、恶化提供充足的营养[12]。
丛状型神经纤维瘤的产生不仅与NF1基因突变有关，还受到修饰基因的影响。Pasmant采用微阵列比较基因组杂交技术和单核苷酸多态性分型成功定位ANRIL为丛状型神经纤维瘤的一个修饰基因[13]。ANRIL的表达能够调节丛状型神经纤维瘤的发生、发展和恶化[13]。Chai等[14]发现mi cro RNA-10b在NF1神经纤维瘤的雪旺细胞内高表达。mi croR NA-10b表达能够抑制神经纤维瘤素的产生，再通过Ras信号通路影响神经纤维瘤的发生、发展。Wang等[15]利用质谱法研究发现，NF1患者血浆中纤维蛋白原含量比正常人群高，而纤维蛋白原对细胞黏附、增殖和迁徙至关重要，从而影响神经纤维瘤的生长。
综上述，NF1基因和修饰基因ANRIL的缺陷导致一系列连锁反应，如局部生长因子和血管生长因子的蓄积、部分mircoRNA高表达、血液纤维蛋白原含量增加等，促使局部型、丛状型、弥漫型神经纤维瘤产生，而神经纤维瘤的产生又会侵蚀椎体，破坏骨质，从而形成脊柱侧凸。
2 椎管内硬脊膜扩张
硬脊膜扩张指硬脊膜囊的扩大或者直径增加，文献报道70%～80%NF1患者伴不同程度硬脊膜扩张[16-17]。其中90%发生在胸椎、约10%发生在腰骶段，少见发生于颈段和视神经鞘[18-20]。2009年García-Estevez等[21]报道了1例NF1患者发生颈段硬脊膜扩张。NF1患者硬脊膜扩张与NF1基因突变有关，但是具体病理机制还不清楚。Schonauer等[16]认为，NF1基因突变导致的中胚层发育不良可能是硬脊膜扩张的原因之一。扩大的硬脊膜内，脊髓和神经结构无变大和异常，只是脑脊液增加。扩张部位的硬脊膜纤薄、脆弱，在脑脊液压力的作用下不断扩张，并且压迫侵蚀周围的骨性结构，导致脊柱失稳和严重的脊柱畸形[16-17]。目前，关于NF1患者硬脊膜扩张的研究多为临床现象分析和个案报道，关于NF1基因缺陷导致硬脊膜扩张的生物分子学机制尚不清楚，仍需进一步探索研究。
3 褪黑素导致脊柱旁肌肉收缩力下降
褪黑素是由松果体产生分泌的一种吲哚类神经内分泌激素。正常情况下，人的血清褪黑素浓度呈昼夜节律性，表现为白天浓度低，夜晚浓度高。这种规律性波动与环境光照情况有关。褪黑素存在广泛的生理作用，包括调节昼夜节律、免疫反应、抗氧化、抗衰老、抗肿瘤和性成熟及生殖等作用[22]。Abdel-Wanis等[3]发现在鸡孵出后3 d切除其松果体会导致褪黑素水平明显下降，而且100%发生脊柱侧凸畸形；切除后立即使用褪黑素后80%动物脊柱侧凸得到有效预防。但临床检测发现，特发性脊柱侧凸患者褪黑素水平无明显下降，仅进展性脊柱侧凸的患者24 h总褪黑素水平下降[3]。
有关褪黑素导致NF1相关脊柱侧弯的病理机制尚未明确。有研究表明，褪黑素是通过拮抗Ca2+，阻止其激活钙调蛋白来参与脊柱畸形的发展。钙调蛋白能够控制Ca2+从肌浆网中流出，并且可以作用于肌动蛋白和肌球蛋白，所以可以调节肌肉的收缩能力。因此，褪黑素可以通过钙调蛋白来影响脊柱旁肌肉群的收缩功能，从而参与脊柱畸形的进展[3]。褪黑素的产生受光照影响，而黑色素越多的皮肤受此影响越明显。Cunnane等[23]利用动物模型研究发现，切除松果体后会增加腹腔纤维变性组织的形成，促进皮肤色素沉着，胆固醇和ALP水平增高；同时还会影响前列腺素E1和血栓素A2的形成和功能，前列腺素E1能够增加T淋巴细胞活性，从而控制过度产生抗体的B淋巴细胞。Mizrak等[24]利用小鼠模型同样证明了褪黑素、前列腺素E1和血栓素A2在纤维变性组织形成中起到重要作用。1976年，Chaglassian等[25]研究发现，确诊NF1患者的平均年龄为4岁，发现脊柱侧凸平均年龄是8岁。所以他认为对于NF1患者，脊柱侧凸可能发生于NF1的其他症状之后，特别是皮肤色素沉着。提示正是由于NF1患者皮肤色素沉着，导致对光照更敏感，褪黑素产生减少，最终导致脊柱畸形[3]。Abdel-Wanis等[3]认为褪黑素的缺乏与NF1患者脊柱畸形进展迅速和预后欠佳有关。胚胎期NF1基因缺陷会导致小鼠肌肉营养不良，包括纤维变性、肌纤维数目减少和肌力降低。Kossler等[26]认为这与NF1基因缺陷导致神经纤维瘤素产生降低或功能异常、Ras/MAPK信号通路过度活化有关。
4 骨量减少与骨质疏松
NF1患者（包括成人和儿童以及无骨科并发症患者）中，骨量减少或者骨质疏松的发生率达30%以上[27]。最近利用小鼠模型和NF1患者细胞的相关研究发现，成骨细胞功能降低、破骨细胞数量和功能增加是导致NF1患者骨代谢紊乱的主要因素，从而导致患者骨密度降低，甚至发展为骨质疏松。骨密度的降低和骨质疏松是导致脊柱畸形的因素之一，同时也给NF1患者的手术矫形带来了挑战。Halmai等[28]研究发现NF1患者脊柱侧凸的严重程度与其腰椎骨密度检测的Z值成反比。
4.1 破骨细胞
Heervä等[29]从NF1患者外周血提取破骨细胞祖细胞并体外培养，发现其分化成破骨细胞的能力相对于正常人群更强，分化产生的破骨细胞比正常破骨细胞体积更大、细胞核更多、肌动蛋白环更常见、破骨能力更强、在无血清培养基中生存时间更长。He等[30-31]发现巨细胞集落刺激因子（macrophage colony-stimulating factor，M-CSF）通过结合细胞上的受体c-Fms，激活Ras/MAPK信号通路和Ras/Raf/MEK/ERK1信号通路，使破骨细胞获得较强的分化、迁移、吸附和骨吸收能力，从而说明M-CSF/c-Fms信号通路对增加NF1患者体内破骨细胞骨吸收功能至关重要，并且他们认为c-Fms可能成为治疗NF1患者的生物治疗靶点。同时，研究发现TNF-α、NF-κB受体激动子的配体和M-CSF能够通过Ras/PI3K/Akt/mTOR信号通路来促进NF1患者破骨细胞的分化、增殖、生存和骨吸收能力[32-34]。哺乳动物体内mTOR信号通路促进NF1破骨细胞增殖的下游机制尚不清楚，Ma等[32]认为可能是通过影响细胞周期蛋白D1，然后激活细胞周期蛋白依赖的激酶4、6，从而促使破骨细胞通过细胞周期G1-S的关键限制点。Rhodes等[35]研究发现NF1患者血清TGF-β1是正常人的5～6倍。TGF-β1是由骨母细胞分泌，并且通过Smad信号通路促进骨母细胞向破骨细胞分化，并且增加破骨细胞的骨吸收能力，相反抑制骨母细胞向成骨细胞转化。
4.2 成骨细胞
研究发现NF1基因缺陷的骨母细胞表达的ALP、成骨细胞特异性标记物mRNA、骨相关转录因子和骨钙蛋白均降低，因此NF1基因缺陷或者缺乏会阻碍骨母细胞分化为成骨细胞[36]。Sharma等[36]发现Ras/Raf-1/MEK/MAPK信号通路参与抑制成骨细胞的分化和骨钙素的表达，通过使用MEK抑制剂PD98059能够恢复NF1基因缺陷成骨细胞的分化。Rhodes等[35]研究发现NF1患者体内血清TGF-β1浓度提高，会抑制骨母细胞向成骨细胞转化。Glass等[37]发现β-连环蛋白和Lrp5基因（能够编码Wnt共受体）的失活，会导致成骨细胞分化障碍和骨量减少，因此Wnt信号通路在抑制成骨细胞分化方面起到了显著作用。Sullivan等[38]研究发现JNK信号通路的抑制剂能够恢复成骨细胞功能，所以他认为JNK信号通路在NF1基因缺陷的细胞中是过度活化，JNK信号通路对成骨细胞功能非常重要。
4.3 其他因素
年龄也是一个影响NF1患者骨密度的因素，随着年龄的增加骨密度会进一步降低，Heervä等[39]研究发现NF1患者骨量逐渐减少，一般会在12年内进展为骨质疏松。NF1患者25-羟维生素D3减少也是导致骨量减少的原因之一[40]。Bahadir等[41]发现原发性甲状旁腺功能亢进亦能使NF1患者骨量减少、骨质疏松，从而导致脊柱畸形，但是NF1并发原发性甲状旁腺功能亢进的情况非常少见。Namazi[42]认为褪黑素在NF1患者骨量减少的过程起到至关重要作用。褪黑素的缺乏会降低钠磷协同转运、增加环磷酸腺苷水平、增加多巴胺对抗磷重吸收作用、增加糖皮质激素水平，从而导致尿磷含量增加和低磷血症，从而使NF1患者出现骨软化。同时，由于骨软化而继发的甲状旁腺功能亢进又会协同多巴胺的作用，进一步促进尿磷流失。另一方面，过度分泌的皮质激素又会进一步降低夜晚褪黑素水平。低磷血症和高皮质醇血症也会抑制褪黑素的分泌，从而加重骨软化、脊柱畸形[43-44]。
5 性早熟与中胚层发育不良
文献报道NF1患者性早熟的发生率为2.4%～3.6%[45-46]。NF1患者发生性早熟的原因可能与生长激素分泌异常有关，但是具体分子机制不清楚。Virdis等[47]研究发现性早熟与身材矮小、中枢神经系统肿瘤、丛状型神经纤维瘤以及严重脊柱侧凸有关。也有学者认为是中胚层发育不良导致硬脊膜和骨的发育不良，造成硬脊膜扩张、椎体扇形变，最终导致脊柱畸形[48]。
6 展望
NF1患者所有表型包括脊柱畸形都与NF1基因突变有关，但是有证据表明这些表型亦受到其他修饰基因的影响，有时这些修饰基因甚至能够起到决定性作用，目前发现ANRIL是NF1相关丛状型神经纤维瘤的一个修饰基因[13, 49-50]。对于脊柱畸形发生机制，目前已有理论包括神经纤维瘤直接侵蚀与压迫、椎管内硬脊膜扩张、褪黑素导致的脊柱旁肌肉收缩力的下降、骨量减少与骨质疏松、性早熟与中胚层发育不良。其中NF1患者发生骨量减少和骨质疏松从而促进脊柱畸形的分子机制研究相对成熟，其他理论主要停留于临床现象分析，缺乏进一步分子机制的研究。大多数学者认为椎管内硬脊膜扩张是导致椎骨破坏吸收、脊柱畸形的原因之一；也有学者认为，先有NF1基因缺陷使椎骨破坏吸收，再发生的硬脊膜扩张。但对于这样两种相互矛盾的因果关系均缺少客观数据支持。性早熟和中胚层发育不良导致NF1脊柱畸形的致病机制仍不是十分清楚。以上问题均是下一步研究方向。
1型神经纤维瘤病（neurofibromatosis type 1，NF1）是一种常见的常染色体显性遗传病，发病率大约为1/3 000[1]，其发病与NF1基因变异密切相关。该基因能够转录翻译成一种含有2 818个氨基酸的神经纤维瘤素[2]。该病临床表现多样，包括多发性皮肤软纤维瘤、皮肤牛奶咖啡斑，也可累及全身多个器官和系统，可伴发先天性发育不良、恶性肿瘤等。脊柱畸形是NF1常见的临床表现之一。据统计，10%～77% NF1成人患者患有脊柱畸形[3]，约3%脊柱侧凸成人患者患有NF1[4]；10%～33% NF1患儿患有脊柱畸形，约2%脊柱侧凸患儿患有NF1[5]。NF1引起的脊柱畸形分为非营养不良型和营养不良型两类。目前，对于NF1相关的脊柱畸形发病机制尚未明确，可能包括神经纤维瘤直接侵蚀、椎管内硬脊膜扩张、骨量减少及骨质疏松等方面。现对目前相关研究进展作一总结，以期为该领域的研究提供更多信息。
1 神经纤维瘤直接侵蚀
研究表明，椎体周围和椎体内的神经纤维瘤会压迫椎体，导致椎体在压力作用下破坏吸收，从而形成脊柱畸形[6-7]。也有学者认为神经纤维瘤分泌的生物化学物质破坏了局部骨代谢平衡，进而使椎体破坏吸收，出现脊柱畸形[8]。但是具体分子机制尚不完全清楚，目前仅能明确NF1患者存在骨代谢失平衡，即破骨作用增强而成骨作用减弱。
神经纤维瘤分为3种类型：局部型、丛状型、弥漫型，3种类型均与NF1有关，但是只有丛状型神经纤维瘤是NF1的标志性疾病，25%～30% NF1患者伴发丛状型神经纤维瘤[9]，并且丛状型神经纤维瘤能发展成为恶性周围神经鞘瘤。神经纤维瘤周围的血管丰富，其刺激血管生成的能力也是发生恶化的条件之一。NF1患者伴发的神经纤维瘤来源于能表达S100蛋白的雪旺细胞[10]。另外这些神经纤维瘤的瘤体内还包括成纤维细胞、血管内皮细胞和肥大细胞。Zhu等[11]发现敲除小鼠雪旺细胞的2个NF1基因不能使其发展成为神经纤维瘤，但只敲除1个NF1基因，形成NF1基因杂合子后，即可观察到丛状型神经纤维瘤生长。
NF1基因编码的神经纤维瘤素是一种肿瘤抑制物，神经纤维瘤素的主要功能区由第21-27a外显子编码，序列与GTP酶激活蛋白家族（GTPase-activating proteins，GAPs）相似。GAPs功能是使GTP酶从与GTP结合的活化状态转化为与GDP结合的失活状态。而神经纤维瘤素的靶点GTP酶是p21ras（Ras），即神经纤维瘤素能使与Ras结合状态的GTP水解变成GDP，Ras失活。因此神经纤维瘤素是Ras信号转导的一种负调节因子。所以敲除NF1基因会导致雪旺细胞和肥大细胞神经纤维瘤素合成不足，细胞内活化状态的Ras增加，从而使Ras/Raf/MEK/ERK信号通路处于高活动状态，雪旺细胞和肥大细胞能分泌更多VEGF和bFGF[12]。而NF1基因缺陷的血管内皮细胞受到更多VEGF和bFGF刺激后，通过Ras/ERK信号通路，迁移和增殖能力有所增加，因此NF1相关的神经纤维瘤周围血管非常丰富，为神经纤维瘤的生长、恶化提供充足的营养[12]。
丛状型神经纤维瘤的产生不仅与NF1基因突变有关，还受到修饰基因的影响。Pasmant采用微阵列比较基因组杂交技术和单核苷酸多态性分型成功定位ANRIL为丛状型神经纤维瘤的一个修饰基因[13]。ANRIL的表达能够调节丛状型神经纤维瘤的发生、发展和恶化[13]。Chai等[14]发现mi cro RNA-10b在NF1神经纤维瘤的雪旺细胞内高表达。mi croR NA-10b表达能够抑制神经纤维瘤素的产生，再通过Ras信号通路影响神经纤维瘤的发生、发展。Wang等[15]利用质谱法研究发现，NF1患者血浆中纤维蛋白原含量比正常人群高，而纤维蛋白原对细胞黏附、增殖和迁徙至关重要，从而影响神经纤维瘤的生长。
综上述，NF1基因和修饰基因ANRIL的缺陷导致一系列连锁反应，如局部生长因子和血管生长因子的蓄积、部分mircoRNA高表达、血液纤维蛋白原含量增加等，促使局部型、丛状型、弥漫型神经纤维瘤产生，而神经纤维瘤的产生又会侵蚀椎体，破坏骨质，从而形成脊柱侧凸。
2 椎管内硬脊膜扩张
硬脊膜扩张指硬脊膜囊的扩大或者直径增加，文献报道70%～80%NF1患者伴不同程度硬脊膜扩张[16-17]。其中90%发生在胸椎、约10%发生在腰骶段，少见发生于颈段和视神经鞘[18-20]。2009年García-Estevez等[21]报道了1例NF1患者发生颈段硬脊膜扩张。NF1患者硬脊膜扩张与NF1基因突变有关，但是具体病理机制还不清楚。Schonauer等[16]认为，NF1基因突变导致的中胚层发育不良可能是硬脊膜扩张的原因之一。扩大的硬脊膜内，脊髓和神经结构无变大和异常，只是脑脊液增加。扩张部位的硬脊膜纤薄、脆弱，在脑脊液压力的作用下不断扩张，并且压迫侵蚀周围的骨性结构，导致脊柱失稳和严重的脊柱畸形[16-17]。目前，关于NF1患者硬脊膜扩张的研究多为临床现象分析和个案报道，关于NF1基因缺陷导致硬脊膜扩张的生物分子学机制尚不清楚，仍需进一步探索研究。
3 褪黑素导致脊柱旁肌肉收缩力下降
褪黑素是由松果体产生分泌的一种吲哚类神经内分泌激素。正常情况下，人的血清褪黑素浓度呈昼夜节律性，表现为白天浓度低，夜晚浓度高。这种规律性波动与环境光照情况有关。褪黑素存在广泛的生理作用，包括调节昼夜节律、免疫反应、抗氧化、抗衰老、抗肿瘤和性成熟及生殖等作用[22]。Abdel-Wanis等[3]发现在鸡孵出后3 d切除其松果体会导致褪黑素水平明显下降，而且100%发生脊柱侧凸畸形；切除后立即使用褪黑素后80%动物脊柱侧凸得到有效预防。但临床检测发现，特发性脊柱侧凸患者褪黑素水平无明显下降，仅进展性脊柱侧凸的患者24 h总褪黑素水平下降[3]。
有关褪黑素导致NF1相关脊柱侧弯的病理机制尚未明确。有研究表明，褪黑素是通过拮抗Ca2+，阻止其激活钙调蛋白来参与脊柱畸形的发展。钙调蛋白能够控制Ca2+从肌浆网中流出，并且可以作用于肌动蛋白和肌球蛋白，所以可以调节肌肉的收缩能力。因此，褪黑素可以通过钙调蛋白来影响脊柱旁肌肉群的收缩功能，从而参与脊柱畸形的进展[3]。褪黑素的产生受光照影响，而黑色素越多的皮肤受此影响越明显。Cunnane等[23]利用动物模型研究发现，切除松果体后会增加腹腔纤维变性组织的形成，促进皮肤色素沉着，胆固醇和ALP水平增高；同时还会影响前列腺素E1和血栓素A2的形成和功能，前列腺素E1能够增加T淋巴细胞活性，从而控制过度产生抗体的B淋巴细胞。Mizrak等[24]利用小鼠模型同样证明了褪黑素、前列腺素E1和血栓素A2在纤维变性组织形成中起到重要作用。1976年，Chaglassian等[25]研究发现，确诊NF1患者的平均年龄为4岁，发现脊柱侧凸平均年龄是8岁。所以他认为对于NF1患者，脊柱侧凸可能发生于NF1的其他症状之后，特别是皮肤色素沉着。提示正是由于NF1患者皮肤色素沉着，导致对光照更敏感，褪黑素产生减少，最终导致脊柱畸形[3]。Abdel-Wanis等[3]认为褪黑素的缺乏与NF1患者脊柱畸形进展迅速和预后欠佳有关。胚胎期NF1基因缺陷会导致小鼠肌肉营养不良，包括纤维变性、肌纤维数目减少和肌力降低。Kossler等[26]认为这与NF1基因缺陷导致神经纤维瘤素产生降低或功能异常、Ras/MAPK信号通路过度活化有关。
4 骨量减少与骨质疏松
NF1患者（包括成人和儿童以及无骨科并发症患者）中，骨量减少或者骨质疏松的发生率达30%以上[27]。最近利用小鼠模型和NF1患者细胞的相关研究发现，成骨细胞功能降低、破骨细胞数量和功能增加是导致NF1患者骨代谢紊乱的主要因素，从而导致患者骨密度降低，甚至发展为骨质疏松。骨密度的降低和骨质疏松是导致脊柱畸形的因素之一，同时也给NF1患者的手术矫形带来了挑战。Halmai等[28]研究发现NF1患者脊柱侧凸的严重程度与其腰椎骨密度检测的Z值成反比。
4.1 破骨细胞
Heervä等[29]从NF1患者外周血提取破骨细胞祖细胞并体外培养，发现其分化成破骨细胞的能力相对于正常人群更强，分化产生的破骨细胞比正常破骨细胞体积更大、细胞核更多、肌动蛋白环更常见、破骨能力更强、在无血清培养基中生存时间更长。He等[30-31]发现巨细胞集落刺激因子（macrophage colony-stimulating factor，M-CSF）通过结合细胞上的受体c-Fms，激活Ras/MAPK信号通路和Ras/Raf/MEK/ERK1信号通路，使破骨细胞获得较强的分化、迁移、吸附和骨吸收能力，从而说明M-CSF/c-Fms信号通路对增加NF1患者体内破骨细胞骨吸收功能至关重要，并且他们认为c-Fms可能成为治疗NF1患者的生物治疗靶点。同时，研究发现TNF-α、NF-κB受体激动子的配体和M-CSF能够通过Ras/PI3K/Akt/mTOR信号通路来促进NF1患者破骨细胞的分化、增殖、生存和骨吸收能力[32-34]。哺乳动物体内mTOR信号通路促进NF1破骨细胞增殖的下游机制尚不清楚，Ma等[32]认为可能是通过影响细胞周期蛋白D1，然后激活细胞周期蛋白依赖的激酶4、6，从而促使破骨细胞通过细胞周期G1-S的关键限制点。Rhodes等[35]研究发现NF1患者血清TGF-β1是正常人的5～6倍。TGF-β1是由骨母细胞分泌，并且通过Smad信号通路促进骨母细胞向破骨细胞分化，并且增加破骨细胞的骨吸收能力，相反抑制骨母细胞向成骨细胞转化。
4.2 成骨细胞
研究发现NF1基因缺陷的骨母细胞表达的ALP、成骨细胞特异性标记物mRNA、骨相关转录因子和骨钙蛋白均降低，因此NF1基因缺陷或者缺乏会阻碍骨母细胞分化为成骨细胞[36]。Sharma等[36]发现Ras/Raf-1/MEK/MAPK信号通路参与抑制成骨细胞的分化和骨钙素的表达，通过使用MEK抑制剂PD98059能够恢复NF1基因缺陷成骨细胞的分化。Rhodes等[35]研究发现NF1患者体内血清TGF-β1浓度提高，会抑制骨母细胞向成骨细胞转化。Glass等[37]发现β-连环蛋白和Lrp5基因（能够编码Wnt共受体）的失活，会导致成骨细胞分化障碍和骨量减少，因此Wnt信号通路在抑制成骨细胞分化方面起到了显著作用。Sullivan等[38]研究发现JNK信号通路的抑制剂能够恢复成骨细胞功能，所以他认为JNK信号通路在NF1基因缺陷的细胞中是过度活化，JNK信号通路对成骨细胞功能非常重要。
4.3 其他因素
年龄也是一个影响NF1患者骨密度的因素，随着年龄的增加骨密度会进一步降低，Heervä等[39]研究发现NF1患者骨量逐渐减少，一般会在12年内进展为骨质疏松。NF1患者25-羟维生素D3减少也是导致骨量减少的原因之一[40]。Bahadir等[41]发现原发性甲状旁腺功能亢进亦能使NF1患者骨量减少、骨质疏松，从而导致脊柱畸形，但是NF1并发原发性甲状旁腺功能亢进的情况非常少见。Namazi[42]认为褪黑素在NF1患者骨量减少的过程起到至关重要作用。褪黑素的缺乏会降低钠磷协同转运、增加环磷酸腺苷水平、增加多巴胺对抗磷重吸收作用、增加糖皮质激素水平，从而导致尿磷含量增加和低磷血症，从而使NF1患者出现骨软化。同时，由于骨软化而继发的甲状旁腺功能亢进又会协同多巴胺的作用，进一步促进尿磷流失。另一方面，过度分泌的皮质激素又会进一步降低夜晚褪黑素水平。低磷血症和高皮质醇血症也会抑制褪黑素的分泌，从而加重骨软化、脊柱畸形[43-44]。
5 性早熟与中胚层发育不良
文献报道NF1患者性早熟的发生率为2.4%～3.6%[45-46]。NF1患者发生性早熟的原因可能与生长激素分泌异常有关，但是具体分子机制不清楚。Virdis等[47]研究发现性早熟与身材矮小、中枢神经系统肿瘤、丛状型神经纤维瘤以及严重脊柱侧凸有关。也有学者认为是中胚层发育不良导致硬脊膜和骨的发育不良，造成硬脊膜扩张、椎体扇形变，最终导致脊柱畸形[48]。
6 展望
NF1患者所有表型包括脊柱畸形都与NF1基因突变有关，但是有证据表明这些表型亦受到其他修饰基因的影响，有时这些修饰基因甚至能够起到决定性作用，目前发现ANRIL是NF1相关丛状型神经纤维瘤的一个修饰基因[13, 49-50]。对于脊柱畸形发生机制，目前已有理论包括神经纤维瘤直接侵蚀与压迫、椎管内硬脊膜扩张、褪黑素导致的脊柱旁肌肉收缩力的下降、骨量减少与骨质疏松、性早熟与中胚层发育不良。其中NF1患者发生骨量减少和骨质疏松从而促进脊柱畸形的分子机制研究相对成熟，其他理论主要停留于临床现象分析，缺乏进一步分子机制的研究。大多数学者认为椎管内硬脊膜扩张是导致椎骨破坏吸收、脊柱畸形的原因之一；也有学者认为，先有NF1基因缺陷使椎骨破坏吸收，再发生的硬脊膜扩张。但对于这样两种相互矛盾的因果关系均缺少客观数据支持。性早熟和中胚层发育不良导致NF1脊柱畸形的致病机制仍不是十分清楚。以上问题均是下一步研究方向。