破骨细胞的骨吸收机制

破骨细胞是一种巨大的多核细胞,起源于单核巨噬细胞/单核系造血前体细胞,在骨吸收过程中发挥重要作用。破骨细胞的形成和活性异常可导致骨质疏松、类风湿关节炎、关节置换后假体无菌性松动等许多疾病,因此破骨细胞是治疗这些疾病的靶点之一。目前对破骨细胞的分化形成研究较多,但对破骨细胞如何识别、降解骨组织方面的研究较少。骨盐被认为是破骨细胞识别的重要成分,但是近年来的研究发现骨基质不是破骨细胞激活的必需成分,玻连蛋白包被的培养皿也能使破骨细胞出现骨吸收的特有形态,玻连蛋白对破骨细胞的激活有重要的作用。此外,最近的研究证明骨基质降解产物的吞入和分泌对破骨细胞的分化和功能的保持有重要意义。这些分子机制的研究可能为骨骼疾病提供新的治疗靶点。     

破骨细胞分化机制的研究进展

破骨细胞为人体主要的骨吸收细胞,对骨骼的发育及维持具有重要作用,同时破骨细胞的异常活化对多种溶骨性疾病的发展具有重要作用;明确破骨细胞的分化机制,可为多种骨代谢性疾病提供新的治疗策略及药物靶点。大量的实验对破骨细胞的分化机制进行了研究,并确认有一些基因为破骨细胞分化形成所必需,这些基因的缺失或突变将导致破骨细胞形成障碍,进而引起骨质硬化;并且由巨睡细胞集落刺激因子（macrophage colony stimulating factor,M-CSF)、核因子k B受体活化因子 配体（receptor Activator for Nuclear Factor-k B Ligand, RANKL)及免疫受体酪氨酸激活基序（immunoreceptor tyrosine-based activation motif,ITAM)介导的3条重要的信号通路参与其分化过程,3条信号通路相互作用,共同促进破骨细胞的分化形成,但RANKL如何激活ITAM信号通路,有待进一步研究,本文就破骨细胞分化机制的研究进展作一综述。     

不同浓度地西他滨对破骨细胞分化的影响

目的：探讨不同浓度梯度地西他滨对破骨细胞形成、活性及吸收功能的影响。方法不同浓度地西他滨（0、0.1、0.25和0.5μmol/L）处理单核巨噬（RAW264.7）细胞。通过4’,6?联眯?2?苯基吲哚（4,6?Diamidino?2?phenylindole dihydrochloride, DAPI）染色和微丝绿色荧光探针（F?actin?Trakcer Green）染色后观察F?actin环的形成即破骨细胞轮廓;抗酒石酸酸性磷酸酶检测试剂盒检测细胞上清中的抗酒石酸酸性磷酸酶活性,骨板吸收实验检测破骨细胞的骨吸收能力;Q?PCR实验检测破骨细胞标志基因抗酒石酸酸性磷酸酶（tartrate?resistant acid phosphatase, TRAP）、组织蛋白酶K（cathepsin K, CK）和脊髓基质金属蛋白酶?9（matrix metalloproteinase?9, MMP?9）的mRNA表达。结果不同浓度地西他滨抑制核因子NF?κB配体激活因子（receptor activator of NF?κB ligand, RANKL）诱导RAW264.7细胞形成F?actin环,降低了破骨细胞的TRAP酶活性,抑制了破骨细胞的骨吸收能力,同时也下调了破骨细胞标志基因TRAP、CK和MMP?9的mRNA表达。且随着药物浓度的增高,上述的抑制作用越明显。结论地西他滨抑制破骨细胞形成、活性和骨吸收能力,且这种抑制作用随着药物浓度的增加而逐渐增强。     

miRNA调控破骨细胞分化研究进展

随着miRNA的发现,其生理、病理作用逐渐被认识,在骨代谢方面,miRNA在破骨细胞的分化中扮演重要角色,本文将对近3年miRNA与破骨细胞分化的研究进行总结,阐述正常机体RANK通路中的miRNA,以及骨代谢疾病状态下改变的 miRNA,探讨miRNA在骨质疏松症中的作用,从细胞分子水平揭示骨质疏松症发病机制,并讨论miRNA相关制剂在骨质疏松症治疗方面的应用前景。     

破骨前体细胞异质性与破骨细胞分化之间的联系

破骨细胞是一种在体内主要发挥溶骨作用的细胞,其由破骨前体细胞融合形成多核巨细胞。近来,活细胞成像技术显示破骨细胞多核化过程具有异质性改变。这种异质性不仅体现在破骨细胞表面分子、蛋白表达等细胞水平上存在差异,同时在体内迁移分布也有时间、空间的差别。而干扰破骨细胞异质性改变不仅能阻止破骨细胞融合,同时也可以抑制其功能。研究破骨细胞异质性体内体外表现,有助于提升对细胞融合的生理病理学理解,同时对抗骨吸收治疗及减少副作用起到一定作用。     

不同浓度葡萄糖对大鼠骨髓破骨细胞分化的影响

目的观察不同浓度葡萄糖对大鼠骨髓破骨细胞（Osteoclasts OC）分化的影响，探讨糖尿病骨质疏松的发病机制。方法用M—CSF、RANKL诱导大鼠骨髓单个核细胞分化为OC，同时给予不同浓度的葡萄糖（0、5．5、15、25mmol／L）干预，通过观察抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP）染色阳性OC数、TRAP活性测定、OC膜表面RANK mRNA表达量来分析葡萄糖对破骨细胞分化的影响。结果①高浓度葡萄糖组（25mmol/L）培养7d时TRAP染色阳性OC数及TRAP活性测定均高于对照（0mmol／L）组、葡萄糖5．5mmol／L组（P〈0．01）；与对照组比较高浓度葡萄糖组培养3d时TRAP染色阳性OC数明显增多（P〈0．01）。②葡萄糖呈浓度依赖性上调OC膜表面RANK mRNA的表达，其中高浓度葡萄糖组培养的各时间点与其他3组比较差异有统计学意义（P〈0．01，P〈0．05）。结论①高浓度葡萄糖可促进破骨细胞的分化，其促进作用始于诱导分化的早期。②骨髓微环境中高浓度葡萄糖可引起OC分化增多，可能是糖尿病骨质疏松的发病机制之一。     

破骨细胞活性及其调节因子的研究进展

正骨质疏松症是一类非特异性的全身骨代谢障碍性疾病,病理特点是骨量减少、骨再生不足、骨脆性增加~([1]),大大增加了骨折的风险~([2])。骨的形成和维持就是成骨细胞和破骨细胞不断塑形和修复的过程,二者的不平衡可导致骨量的丢失~([3-4])。破骨细胞来源于造血干细胞,是一种和单核细胞、巨噬细胞相关的细胞,与骨细胞、成骨细胞相互作用进行正常的骨转换~([5-6])。破骨细胞前体细胞向成熟破骨细胞分化取决于核因子受体活化因子配体(RANKL)的存在,     

破骨细胞的形成、功能及细胞因子的调节

破骨细胞的形成、功能及细胞因子的调节文剑明郑铭豪破骨细胞为多核巨细胞，其生成及其在骨吸收中的作用受细胞因子和细胞间相互作用所调节。在许多常见病中，如骨质疏松症、骨炎性变形、无菌性移植松脱、原发性骨肿瘤和恶性肿瘤骨转移等都可见到破骨细胞的活化。本文就细...     

破骨细胞分化中的信号环路与调节

骨的形态、结构通过不断的形成与吸收来维持。形成与吸收的不平衡造成以骨量改变为特征的代谢性骨病 ,如骨质疏松 (Ｏｓｔｅｏｐｏｒｏｓｉｓ)和石骨症 (Ｏｓｔｅｏｐｅｔｒｏｓｉｓ)。而骨的生长、发育和维持是一个高度调节过程 ,受全身和局部因子调节。基因在其中起决定因素作用。一、概述成骨细胞 (Ｏｓｔｅｏｂｌａｓｔｓ,ＯＢ)是骨形成细胞 ,由基质干细胞起源。破骨细胞 (Ｏｓｔｅｏｃｌａｓｔｓ,ＯＣ)则主要负责骨吸收 ,来源于单核 巨噬细胞系的前体细胞。造血前体细胞在骨营养激素和骨微环境产生的局部因子调节下 ,在骨吸收部位分化…     

破骨细胞质子泵调控的研究进展

多核的破骨细胞(ｏｓｔｅｏｃｌａｓｔ,ＯＣ)是骨吸收的主要功能细胞,质子泵是其泌酸装置,对ＯＣ性骨吸收起关键作用。近几年来,随着实验技术的迅速发展,在ＯＣ的细胞生物学和分子生物学研究方面取得了很大进展;由于体内和体外模型系统的发展,对研究正常及病理情况下ＯＣ的生物学功能及质子泵调控提供了方便。一、ＯＣ的形态、结构及特征ＯＣ是体积大的多核巨细胞,直径达100μｍ;胞核数在2～100个不等;ＯＣ与骨面接触时形成皱褶缘(ｒｕｆｆｌｅｄｂｏｒｄｅｒ);紧邻皱褶缘周围的细胞膜与骨面紧密接触形成封闭缘(ｓｅａｌｉｎｇｚｏｎｅ,也称…     

自噬在破骨细胞中的调控作用及机制

破骨细胞(osteoclast,OC)是由单核巨噬细胞增殖分化而来的一类具有骨吸收功能的多核细胞,其生成过多及异常活化可诱发如骨质疏松、骨关节炎等多种骨代谢性疾病。自噬作为真核细胞中高度保守的分解代谢过程,在维持细胞稳态、应激损伤修复以及增殖分化中发挥着重要作用。近年来研究发现,自噬同样参与调控OC的生成和骨吸收功能。一方面,自噬在OC中可被多种因素诱导激活,如营养不足、低氧、核因子κB受体活化因子配体(receptor activator of nuclear factor-κB ligand,RANKL)、炎症因素、磨损颗粒、微重力环境等等,不同诱导因素如RANKL、炎症因素和磨损颗粒之间可相互联系,共同发挥作用;另一方面,激活后的自噬参与调节OC分化成熟的各个阶段,自噬可促进OC的增殖并抑制凋亡、促进OC的分化、迁移和骨吸收功能。由哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1(mammalian target of rapamycin complex 1,mTORC1)介导的经典自噬信号通路是目前研究的热点,其上游可被磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositol 3 kinase...     

间充质干细胞向髓核分化研究进展

正椎间盘退行性变为下腰痛的重要原因之一[1]。非手术或手术治疗均不能彻底治愈椎间盘退行性变,且有复发的可能[2-3]。间充质干细胞(MSCs)具有体外扩增及分化成正常组织的潜能,在一定的诱导条件下可以向成骨、成软骨、成脂及髓核细胞分化,且具有免疫原性低和免疫调节性的特点[4-7],一直是组织修复研究的热点。近年来,诱导MSCs向髓核分化,用于修复椎间盘退行性变备受关注,     

骨保护素体外抑制小鼠单核巨噬细胞 成熟分化的实验研究

目的研究骨保护素（Osteoprotegerin, 0PG)抑制核因子NF-KB受体活化因子配体（Receptor activator of nuclear kappa B ligand,RANKL)诱导小鼠单核细胞RAW264. 7成熟分化而导致的溶骨效 应。方法50 ng/mL RANKL诱导RAW264. 7细胞1 d后,加人100 ng/mL 0PG(实验组,即0PG + RANKL组）或不加人0PG(对照组,即RANKL组）分别培养7 d和9 d,经细胞形态学观察其变化,抗 酒石酸酸性碟酸酶（Tartrate resistant acid phosphatase, TRAP)染色法观察TRAP阳性多核细胞,扫描 电镜下观察在骨片上的破骨细胞所致的骨吸收陷窝形成情况。结果对照组培养7 d时,在倒置相 差显微镜、透射电镜、光镜下可见细胞形状为椭圆形或不规则形,胞体明显较KAW264.7细胞增大, 胞核多为6 ~ 10个,扫描电镜下还可见大量伪足形成,而实验组培养7 d后,细胞形状多为圆形,且扫 描电镜下未见明显伪足形成;对照组9 d时可见大量TRAP染色阳性的多核巨细胞（含3个或3个以 上的细胞核）,而实验组中TRAP染色阳性的多核破骨细胞偶见多核巨细胞,培养9 d时很难找到多 核巨细胞;仅用RANKL诱导RAW264.7细胞分化7 d时,对照组中破骨细胞表面可见大量伪足伸出, 并形成明显的骨吸收陷窝,实验组中破骨细胞见少许伪足突出,不能看到明显的骨陷窝形成。结论 单用50 ng/mL RANKL体外连续诱导RAWM4.7细胞7 d时,可以促进成熟的破骨细胞显著分化。 100 ng/mL 0PG培养9 d能有效地抑制破骨细胞的分化,减少破骨细胞的骨吸收效应。     

破骨细胞的分化及其调节研究进展

破骨细胞（Osteoclast OC）来源于单核/巨噬细胞谱系,其数量和活性的不足或增加分别会导致骨硬化症和骨质疏松及其他溶骨性疾病。为了更好的理解这些疾病的发病机理和制定相关治疗方案,我们就必须揭示破骨细胞的分化调节机制。笔者将就破骨细胞在分化过程中的信号通路及其调节因素以及一些潜在可行的治疗骨量丢失相关疾病的方法予以综述。     

他克莫司对小鼠T_H17型细胞分化增殖的影响及其机制

目的 观察在T_H17型细胞极化环境下,他克莫司(Tac)对小鼠T_H17型细胞分化增殖的影响及机制.方法 将小鼠脾脏初始CD4+CD25+T淋巴细胞使用抗CD3抗体及抗CD28抗体进行活化,使用转化生长因子β_1,(TGF-β_1,)和白细胞介素6(IL-6)等细胞因子进行诱导,促使其向T_H17型细胞方向分化.将体外培养的T_H 17型细胞分为4组,分别用不同剂量的Tac进行干预,即:Tac0 ng/ml组(对照组)、Tac 0.1 ng/ml组、Tac 1 ng/ml组和Tae 10 ng/ml组.应用流式细胞术检测各组T_H 17型细胞亚群纯度,使用逆转录聚合酶链反应(RT.PCR)检测各组IL-17 mRNA相对表达量.结果 Tac可抑制小鼠T_H17型细胞亚群的分化增殖,降低IL-17 mRNA的表达量,且呈剂量依赖性,各组间比较,差异均有统计学意义(P<0.05).结论 Tac通过抑制T_H17型细胞胞浆内的钙调磷酸酶,抑制T_H17型细胞亚群的分化增殖,抑制IL-17 mRNA产生并减轻炎症进程,从而抑制排斥反应.     

Inductive specificity of mineralized bone matrix in ectopic osteoclast differentiation

Summary The present report describes the first in a series of studies designed to identify the factor or factors responsible for eliciting osteoclast differentiation. Particles of mineralized and demineralized bone, hydroxyapatite (HA), and eggshell were grafted onto the chorioallantoic membranes (CAMs) of chick embryos. After 3 or 6 days, portions of CAMs with associated grafts were harvested, processed for light and electron microscopy, and examined for the presence of multinucleated giant cells with the morphological characteristics of osteoclasts. Light microscopic examination revealed that, within only 3 days, many particles of mineralized materials had become surrounded or engulfed by multinucleated giant cells. Ultrastructurally, all such cells possessed a vacuolated and mitochondriaenriched cytoplasm, but they differed in the nature of the contacts formed at the cell-particle interface. With eggshell, the cells developed filopodia but lacked clear zones and ruffled membranes. With HA, clear zones were evident but cytoplasmic extensions and membrane ruffling were absent. Implants of mineralized bone, however, elicited the formation of giant cells with prominent clear zones and ruffling of the plasma membrane like that observed in bonafide osteoclasts. In contrast, grafts of demineralized bone did not evoke giant cell formation but rather recruited two cell types morphologically akin to either fibroblasts or macrophages. We conclude that the factor(s) responsible for osteoclast differentiation resides specifically within bone matrix and is intimately associated with the mineral phase. Further, in response to such a factor(s), osteoclast differentiation can occur ectopically, outside of the developing vertebrate body.     

破骨细胞体外培养技术

由于破骨细胞在骨质疏松及相关疾病中的关键作用,对它的研究成为攻克这些疾病的必由之路。选择便捷高效的体外培养方法,是开展体外破骨细胞研究的前提。破骨细胞是终末分化细胞,不能增殖传代,因此破骨细胞的体外培养一直是一个具有挑战性的难题。本文就常见的破骨细胞体外培养技术和鉴定方法做简要概述。