芒柄花素抑制RANKL诱导破骨细胞分化的实验研究

目的:建立RANKL诱导的破骨细胞体外研究模型,阐述活血化瘀中药鸡血藤有效组分芒柄花素(formononetin,FO)调控小鼠骨髓单核-巨噬细胞(BMMs)向破骨细胞分化和功能的影响,探讨其抑制破骨细胞分化的分子机制。方法:取20只4~6周龄清洁级C57/BL6小鼠,雌雄各10只,体重(20±2)g,无菌条件下分离出股骨和胫骨内BMMs,用α-MEM培养基进行体外培养和增殖。BMMs在加入M-CSF和不同浓度的芒柄花素(5~50?滋M)分别培养4 d后进行细胞增殖与毒性的CCK8检测。将生长状态良好的BMMs依次加入M-CSF和RANKL诱导破骨细胞分化,对照组无特殊处理,DMSO对照组加入DMSO溶剂,各观察组分别加入不同浓度芒柄花素(1~20?滋M),分别进行培养6 d后进行抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色,对破骨细胞的进行计数和统计分析。分别在破骨细胞培养的1、2 d收取总蛋白和磷酸化蛋白,Western blot检测破骨细胞分化中关键转录因子NFATc1和c-Fos的表达以及磷酸化蛋白ERK表达;在培养的4 d提取RNA,Real-Time PCR检测破骨细胞相关基因CTSK、TRAP、MMP9和Car2的活性。结果:CCK8检测结果提示芒柄花素能够剂量依赖性地抑制BMMs的活性,在≤20?滋M的安全浓度范围内对BMMs细胞生长无明显毒性效应(P=0.278>0.05)。TRAP染色结果发现芒柄花素在(1~20?滋M)浓度范围内能够剂量依赖性的抑制破骨细胞的生成,尤其是10?滋M能够显著抑制破骨细胞的生成(P=0.000<0.05)。Western blot检测表明芒柄花素(10?滋M)能显著抑制破骨细胞分化关键蛋白NFATc1和c-Fos的表达,而对磷酸化蛋白ERK的表达未见明显的作用。在破骨细胞功能上,Real-Time PCR检测芒柄花素(10?滋M)能著抑制破骨细胞功能相关基因CTSK(P=0.000<0.05)、TRAP(P=0.000<0.05)、MMP9(P=0.000<0.05)和Car2(P=0.000<0.05)的表达。结论:鸡血藤有效组分芒柄花素能够抑制原代骨髓单核-巨噬细胞向破骨细胞增殖和分化,并下调破骨细胞骨吸收功能相关蛋白和基因的表达,可能是其防治股骨头坏死中骨破坏及塌陷的机制之一。     

波尔定对破骨细胞分化及骨吸收功能的影响

目的研究波尔定对NF-κB受体活化因子配体(RANKL)诱导的小鼠单核细胞(RAW264.7)向破骨细胞(OC)分化及骨吸收功能的影响。方法采用RANKL(50 ng/ml)诱导RAW264.7细胞向OC分化,不同浓度波尔定(1、10、20、40、80μmol/L)联合分化培养。培养第4d采用抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色,计算OC样细胞数量;比色法测定TRAP活性;Real-time PCR法检测各组OC标志性基因核因子κB受体活化因子(RANK)、活化T细胞核因子1(NFATc1)和c-fos基因的表达;CCK-8法检测波尔定对OC的毒性。培养至第9d,采用甲苯胺蓝染色并用Leica Qwin图像分析系统计算骨吸收陷窝面积。结果与对照组比较,TRAP阳性OC数量、TRAP活性、OC标志性基因RANK、NFATc1和c-fos的表达量及骨陷窝面积,随着波尔定浓度增加而减少,与对照组比较,20μmol/L、40μmol/L、80μmol/L波尔定可明显减少OC数量和TRAP活性(P0.05,P0.01),下调OC标志性基因RANK、NFATc1和c-fos的表达量及骨陷窝面积(P0.05),但以上浓度波尔定对OC均未产生毒性。结论波尔定对RANKL诱导的RAW264.7细胞向OC的分化及骨吸收功能具有抑制作用。     

辛伐他汀抑制甲状旁腺素相关肽诱导的破骨细胞生成和功能

目的:探讨辛伐他汀对骨髓来源的破骨细胞形成和功能的影响。方法:取Balb/C雄性小鼠双侧股骨和胫骨的骨髓,以不含血清的α-MEM培养液洗涤并收集骨髓细胞,再将细胞重新悬浮于含100 m l/L胎牛血清的α-MEM培养液中,细胞计数后,配成1.5×109/L的细胞悬液,同时加入甲状旁腺素相关肽(PTHrP)和不同剂量的辛伐他汀(10-7、10-6、10-5mol/L)于24孔培养板进行培养,并设阳性对照(只加PTHrP)和阴性对照(PTHrP和辛伐他汀都不加)组,每组均有1孔放置骨磨片1片,培养6 d后;去除上清,抗酒石酸(TRAP)染色检测培养板底部破骨细胞形成;骨磨片用甲苯胺蓝染色,电镜检测骨磨片的吸收陷窝。结果:小鼠骨髓细胞在PTHrP的诱导下获得大量的TRAP染色阳性的破骨细胞,骨磨片有吸收陷窝形成;用辛伐他汀(10-7、10-6mol/L)和PTHrP共同培养下TRAP染色阳性的破骨细胞形成数量均明显减少(P<0.01),辛伐他汀在10-5mol/L时则无TRAP染色阳性的破骨细胞形成;辛伐他汀在10-7mol/L时骨磨片有吸收陷窝的形成但少于阳性对照组(P<0.01),在10-6、10-5mol/L时骨磨片则无吸收陷窝的形成。结论:辛伐他汀对小鼠骨髓来源的破骨细胞的形成有着明显的抑制作用,并且呈剂量依赖关系。     

健骨颗粒含药血清对体外破骨细胞CA Ⅱ、CK、MMP- 9mRNA表达的影响

目的 通过观察补肾健脾中药健骨颗粒含药血清对体外破骨细胞CAⅡ、CK、MMP-9mRNA表达的影响,进一步揭示健骨颗粒有效防治绝经后骨质疏松症的作用机制。方法 用M-CSF和RANKL诱导破骨前体细胞RAW264.7分化为成熟破骨细胞,alamar Blue法检测破骨细胞血清干预的最佳浓度,于破骨细胞培养第7天开始干预,分别用25%浓度的健骨颗粒含药血清和25%浓度的生理盐水血清干预,培养48小时后抽提总RNA,采用逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR)、实时荧光定量SYBR GREEN法检测CAⅡ、CK、MMP-9mRNA表达,并取骨片行甲苯胺蓝染色,计算分析骨陷窝数和骨吸收面积,同时运用氧化显色法检测破骨细胞培养液中TRAP含量,ELISA法检测骨磨片培养液中CTX含量。结果 健骨颗粒含药血清组破骨细胞CA Ⅱ、 CK、MMP-9mRNA表达水平明显低于生理盐水血清组（P <0. 05),含药血清组骨磨片的骨陷窝数和骨吸收面积以及TRAP和 CTx含量均低于生理盐水血清组（P<0.05)。结论 健骨颗粒能有效抑制破骨细胞CAII、CK、MMP-9mRNA表达,降低破骨细胞功能活性,抑制破骨细胞对骨基质的分解,从而抑制骨吸收。     

阿司匹林通过抑制大鼠破骨细胞 RANK 表达抑制骨质吸收

目的：研究不同浓度阿司匹林对体外培养大鼠破骨细胞（Osteoclast, OC）RANK（receptor activator of nuclear factor-κB,核因子κB受体活化因子）表达的影响。方法采用RANKL和M-CSF诱导大鼠骨髓单核巨噬细胞破骨分化模型,给予不同浓度的阿司匹林（0.25 mmol/L、0.5 mmol/L、1.0 mmol/L、1.5 mmol/L）和雌激素（雌二醇10-6 mmol/L）处理,而后进行抗酒石酸酸性磷酸酶（ The tartrate-resistant acid phosphatase ,TRAP）染色观察细胞形态特征,扫描电镜观察骨磨片破骨细胞骨吸收陷窝,RT-PCR技术检测破骨细胞表面RANK基因的表达,ELISA法检测RANK蛋白的表达。结果阿司匹林和雌激素都可以使大鼠破骨细胞成熟分化程度和骨吸收活性降低,抑制破骨细胞RANK基因和蛋白的表达,且阿司匹林的抑制作用具有剂量依赖性。结论阿司匹林对大鼠破骨细胞RANK的表达有抑制作用且呈剂量依赖性,从而抑制破骨细胞的成熟分化及骨吸收功能。     

共培养体系中重组结核杆菌热休克蛋白10对破骨细胞相关基因表达的影响（R68)

目的观察重组结核杆菌热休克蛋白10(CPN10)对成骨细胞(OB)-外周血单个核细胞(PBMs)共培养体系中破骨细胞生成及相关基因表达的影响。方法建立培养上清相通但二者互相不接触的成骨细胞一单个核细胞共育模型。实验分对照组和CPN10(10μg/ml)处理组。主要观察指标:①采用TRAP染色及扫描电镜检测破骨细胞生成及小牛骨磨片吸收陷窝,②应用Realtime PCR检测与破骨细胞生成相关基因NFATc1、c-Fos、RANKL、OPG的基因表达。结果两组细胞均有TRAP阳性多核破骨细胞生成,并在小牛骨磨片上形成吸收陷窝;但对照组所获TRAP阳性多核细胞数目、吸收陷窝数目及面积均显著小于CPN10组。Realtime PCR检测结果显示CPN10组与对照组相比NFATc1、c-Fos、RANKL、OPG相对浓度分别为7.410±1.738、8.844±1.981、22.4272±2.058、2.445±0.2517(P0.05),对照组各基因表达均显著低于CPN10组。结论 CPN10在成骨细胞-单个核细胞(OB-PBMs)共培养体系中可促进OC的生成及骨吸收,CPN10通过对成骨细胞的作用,致其分泌的OPG/RANKL比例失调,并上调破骨细胞相关基因NFATc1、c-Fos、RANKL、OPG的基因表达。     

淫羊藿苷对破骨细胞活性的影响

目的:观察淫羊藿苷对破骨细胞骨吸收及凋亡的影响,探讨淫羊藿苷的抗骨质疏松作用机制。方法:体外分离、培养兔破骨细胞,与玻片及骨磨片共同培养,用10-7、10-6、5×10-6、10-5mol/L浓度的淫羊藿苷刺激破骨细胞,倒置相差显微镜下观察活体细胞、HE染色、TRAP染色及骨吸收陷窝甲苯胺蓝染色,鉴定破骨细胞,并进行骨吸收陷窝计数和面积测量,吖啶橙染色观察凋亡破骨细胞所占的比例。结果:与空白对照组比较,10-6、5×10-6、10-5mol/L浓度的淫羊藿苷组破骨细胞凋亡率均明显增高,骨吸收陷窝数目、面积明显减少,随浓度增加抑制作用增强,差异有显著性意义(P<0.05)。结论:淫羊藿苷可诱导破骨细胞凋亡,抑制骨吸收,并随浓度增加抑制作用增强。     

通过骨基质表面培养板检测RANKL诱导破骨细胞骨侵蚀能力

目的探讨以骨基质表面培养板替代骨磨片鉴定破骨细胞骨侵蚀能力的应用方法。方法通过RANKL诱导破骨前体细胞RAW264. 7建立破骨细胞分化模型,运用TRAP染色检测破骨细胞分化程度,并以骨基质表面培养板替代骨磨片行骨陷窝试验检测破骨细胞骨侵蚀能力,以侵蚀面积反映骨侵蚀能力。结果不同浓度的RANKL因子可有效诱导破骨前体细胞RAW264. 7分化为成熟多核破骨细胞,呈浓度依赖性。成熟破骨细胞在骨基质表面培养板上形成不同面积的不规则侵蚀圆环,趋势与破骨细胞分化程度一致。结论使用骨基质表面培养板可有效反映破骨细胞形成及骨侵蚀能力,与TRAP染色结果一致,并且具有操作简便、结果直观、便于统计分析等优点。     

薯蓣皂苷通过ERα/miR503/RANK信号通路抑制破骨细胞生成

目的 探究薯蓣皂苷对小鼠破骨细胞前体细胞(RAW264.7)破骨分化的抑制作用以及潜在机制。方法 利用核因子κB受体活化因子配体(RANKL)诱导的RAW264.7破骨分化模型,设置模型对照组、雌激素组、薯蓣皂苷低剂量组、薯蓣皂苷高剂量组,通过CCK8法检测不同浓度薯蓣皂苷对细胞的毒性作用,通过TRAP染色进行破骨细胞计数,qPCR检测细胞中ERα/miR503/RANK信号通路及破骨标志性基因TRAP、MMP9、CTSK基因表达水平,Western blot检测细胞中ERα、RANK蛋白表达水平。结果 薯蓣皂苷对RAW264.7细胞无明显毒性作用。与模型对照组比较,高剂量薯蓣皂苷组及雌激素组的TRAP阳性细胞数目下降(P<0.05),薯蓣皂苷及雌激素上调了ERα、miR-503-5p的表达水平,抑制了RANK的表达水平,下调了破骨标志性基因的表达(P<0.05)。结论 薯蓣皂苷可能通过ERα/miR-503/RANK信号通路下调破骨标志性基因,从而抑制RAW264.7细胞破骨分化。     

槲皮苷抑制RANKL诱导的破骨细胞形成及骨吸收

[目的]探讨槲皮苷对核因子κB受体激动剂配体(receptor activator of nuclear factor kappa B ligand,RANKL)诱导的破骨细胞形成及骨吸收功能的影响。[方法]通过CCK-8法观察不同浓度槲皮苷(0~800μmol/L)干预不同时间(48 h、96 h)对RAW 264.7细胞的生存影响,确定合适的体外用药浓度;利用体外RANKL诱导RAW 264.7细胞形成破骨细胞体系,通过抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate resistant acid phosphatase,TRAP)染色计数评价槲皮苷(200、400μmol/L)对破骨细胞形成和生存的影响;通过骨片吸收实验对骨凹陷和骨吸收面积统计分析评价槲皮苷(200、400μmol/L)3 d内对成熟破骨细胞骨吸收功能的影响;釆用实时定量(Real-Time)PCR技术,检测槲皮苷(200、400μmol/L)对RANKL诱导的破骨细胞特异性基因NFATc1、TRAP和c-fos表达水平的影响。[结果]细胞生存实验发现槲皮苷干预96 h后,槲皮苷(0~800μmol/L)对RAW 264.7细胞4 d内生存未发现显著影响;通过TRAP染色发现200、400μmol/L槲皮苷能显著抑制体外RANKL诱导的破骨细胞形成;通过骨片吸收实验发现200、400μmol/L槲皮苷3d内能显著降低骨吸收面积,提示其抑制成熟破骨细胞骨吸收功能;同时,槲皮苷能呈剂量依赖性抑制RANKL诱导活化T细胞核因子(nuclear factor of activated T cells,NFAT)c1、TRAP和c-fos基因表达。[结论]槲皮苷通过抑制NFATc1,TRAP和c-fos的表达,来抑制体外RANKL诱导的破骨细胞形成和骨吸收功能,是一种潜在治疗骨质疏松药物。