破骨细胞骨吸收的机制

破骨细胞骨吸收的机制Ｓ．Ｌ．Ｔｅｉｔｅｌｂａｕｍ，Ｘ．Ｃａｏ，Ｃ．Ｌｉ，破骨细胞是单核细胞／巨噬细胞家族的一员，是主要的骨吸收细胞。生成或分离破骨细胞技术的发展使人们了解这些细胞是怎样降解骨组织的。吸收起始于破骨细胞前体附着于骨处，在那里它们变为多核...     

细胞因子与溶骨增强

骨转换包括破骨细胞骨吸收和随后发生的成骨细胞骨形成的过程 ,成骨细胞与破骨细胞数量、活性和存活均受全身激素及局部因子的影响 ,尤其是骨髓微环境中的细胞因子对骨转换起重要作用。破骨细胞起源于骨髓造血干细胞 ,具体地说 ,起源于粒细胞 /巨噬细胞集落形成单位 (CFU-GM) ,其形成包括由 CFU-GM经过分裂增殖形成单核破骨细胞前体 (增殖阶段 ) ,后者融合形成多核巨细胞 ,此为不成熟的破骨细胞 (分化阶段 ) ,再经活化后形成成熟的破骨细胞 ,成熟的破骨细胞贴附于骨表面并极化 ,分泌酸和蛋白酶进行溶骨 ,最后破骨细胞凋亡。溶骨增强包括…     

破骨细胞体外培养研究进展

破骨细胞是骨吸收的主要功能细胞,体外培养破骨细胞是骨吸收研究和抑制骨吸收药物开发研究的基础.该文综述破骨细胞体外培养常用的5种方法及近年研究进展,并对各种方法进行比较.成熟破骨细胞分离培养法仍是目前获得成熟破骨细胞的最佳途径;骨髓诱导破骨细胞培养法是目前最常用的破骨细胞培养法;脾干细胞诱导培养法和外周血单核细胞诱导培养法是近年新发展起来的培养方法,能排除骨髓基质细胞及其他造血干细胞干扰,更具有应用价值;骨巨细胞瘤破骨细胞样细胞分离培养法是其他破骨细胞培养方法的一个重要补充.     

破骨细胞与强直性脊柱炎

破骨细胞是专职性骨吸收细胞,在骨重塑中发挥着重要的作用,其来源于骨髓单核巨噬细胞、外周血单核细胞、肺泡巨噬细胞及牙槽骨巨噬细胞,在成骨/基质细胞或OPG/RANKL/RANK、TNF-α、IL-1、M-CSF、VEGF等促分化因子的作用下分化成熟,进而发挥骨质破坏作用。骨、软骨的破坏及局部骨质疏松是强直性脊柱炎的主要病理改变之一,其中破骨细胞发挥着重要的作用,针对破骨细胞靶向治疗是阻止强直性脊柱炎骨与软骨破坏的研究方向之一。     

骨骼疾病巨噬细胞与破骨细胞交互作用的研究进展

骨免疫学认为巨噬细胞和破骨细胞之间的相互作用可以调控骨骼疾病，巨噬细胞-破骨细胞轴在骨免疫中发挥重要作用。人工关节产生的磨损颗粒刺激破骨细胞发生骨溶解，巨噬细胞吞噬磨损颗粒产生慢性炎症导致无菌性松动的发生。而巨噬细胞通过抗炎作用和促进破骨细胞分化促使骨折愈合。破骨细胞活跃是骨质疏松发生的主要原因，巨噬细胞在其中扮演重要的角色。同时巨噬细胞被认为是类风湿性关节炎患者破骨细胞过度活跃的重要原因。本文就骨免疫中巨噬细胞和破骨细胞的相互作用在相关骨骼疾病中的作用进行综述。     

破骨细胞分化信号传导及相关天然化合物的研究进展

破骨细胞是一种来源于单核-巨噬细胞系的造血前体细胞,是唯一具有骨吸收功能的细胞,其异常活化会引起类风湿关节炎、骨质疏松症等严重的骨溶解疾病。近年来,由于合成代谢抗骨溶解药物引起的不良反应,增加了人们对于破骨细胞分化机制的研究以及抗骨质疏松天然化合物的寻找。RANKL介导的相关信号通路对于破骨细胞分化具有重要作用,已成为治疗骨质疏松症的主要研究靶点。笔者对RANKL下游信号通路在破骨细胞分化中的作用机制,以及对该通路抗骨质疏松症天然化合物的最新研究进展作简要概述。     

微重力对骨稳态调节作用的相关研究进展

骨稳态的维持需要破骨细胞、成骨细胞和骨细胞的信号传导以及干细胞的增殖分化参与。微重力导致机械载荷减少进而改变骨稳态内细胞代谢。本综述介绍微重力对骨稳态的调节关系,以及其作用机制。微重力使成骨细胞增殖分化延迟,破骨细胞吸收增强,骨细胞溶解,巨噬细胞介导免疫炎症因子调控成骨和破骨平衡。骨骼系统的调节机制复杂,各细胞类型相互影响,多信号通路交叉作用。未来还需进一步探索骨稳态失调引起的骨质疏松的治疗靶点。     

骨吸收机制的探讨

调节骨代谢的因素很多，如激素，生长因子，血液及营养等，其作用主要是通过两种细胞，即成骨细胞和破骨细胞来实现。成骨细胞主要参与骨骼形成及生长，破骨细胞主要与骨吸收有关，但它们的作用又相互依赖不可分割。本文从分子角度分析骨吸收过程，以探讨骨吸收的可能机制。     

RANKL诱导小鼠单核细胞RAW264.7分化成成熟破骨细胞

目的观察小鼠的单核／巨噬细胞RAW264．7的一般生物学特征及在RANKL诱导下形成成熟破骨细胞的特征。方法RANKI，诱导RAW264．7细胞6d后，用抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色法观察TRAP阳性多核细胞，吖啶橙染色激光共聚焦显微镜(LCSM)观察多核细胞形态；诱导RAW264．7细胞9d后，RT、PCR检测RAW264．7细胞的破骨细胞表型和功能基因表达及其RANKL诱导后变化；诱导RAW264．7细胞12d后，钙磷覆盖的破骨细胞活性分析板观察破骨细胞的骨吸收功能。结果RAW264．7细胞TRAP染色阴性，单核或2个核，能表达破骨细胞表型和功能基因，无骨吸收功能。RANKL可诱导RAW264．7细胞形成TRAP阳性成熟的多核破骨细胞，上调CathepsinK、CAⅡ、integrinβ3等基因mRNA的表达。结论RAW264．7具有破骨细胞特征性基因表达谱，是一种较好的破骨前体细胞模型。RANKL可诱导RAW264．7细胞形成成熟破骨细胞。     

低氧及相关因子对破骨细胞形成与活性的调节作用

破骨细胞是具有多个核的骨吸收细胞,来源于单核-巨噬细胞谱系,在骨的正常发育和改建、骨折的愈合及病理性骨吸收中起重要作用.现有的研究表明,破骨细胞前体细胞和破骨细胞属氧感应细胞,其分化和功能发挥可受控于低氧环境及其诱导产生的调节因子.低氧发生于组织的血供减少或中断时,低氧及相关的细胞因子(VEGF、FGF-2、IGF-I、TNF-α、TGF-β等0可通过引起局部微环境的酸化、促进骨髓中破骨细胞前体细胞的生成、趋化破骨细胞前体细胞、刺激成骨细胞RANKL的表达、延长成熟破骨细胞的生存期、活化成熟的破骨细胞等多种机制来调节破骨细胞的形成和活性.     

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。     

巴斯德毕赤酵母菌株分泌表达的重组骨保护素融合蛋白生物学活性的研究

目的探讨巴斯德毕赤酵母菌株分泌表达的重组骨保护素融合蛋白(recombiant humanosteoprogerin-human serum album,rhOPG-HSA)对破骨细胞的抑制效应。方法利用巨噬细胞集落刺激因子(macrophage colony stimulating factor,M-CSF)以及破骨细胞分化因子(receptor activator ofnuclear factor-kβligand,RANKL)诱导骨髓单核细胞Raw264.7分化为破骨细胞,通过抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate-resistant acid phosphatase,TRAP)染色和甲苯胺蓝染色法鉴定rhOPG-HSA抑制破骨细胞及其骨吸收能力。结果 rhOPG-HSA组与阴性对照组相比,Raw264.7细胞诱导3d,4d,5d后,TRAP阳性染色的破骨细胞明显减少;Raw264.7细胞与骨薄片共培养诱导10d后,骨吸收陷窝明显减少。结论 rhOPG-HSA能够抑制破骨细胞的分化及骨吸收。     

破骨细胞形成过程中的融合与分裂

 目的 研究破骨细胞的形成及其特殊细胞生物学行为。方法 采用活细胞成像技术连续动态观察大鼠周围血单核细胞在核因子κB 受体激活物配体(receptor activator of NF-κB ligand, RANKL)和巨噬细胞集落刺激因子 (macrophage colony stimulating factor,M-CSF)诱导下向破骨细胞分化及形成具有骨吸收功能的多核细胞的全过程。采用倒置相差显微镜观察、抗酒石酸酸性磷酸酶染色、骨磨片扫描电镜观察法对破骨细胞进行鉴定。结果 细胞诱导培养2周后,倒置相差显微镜观察可见大量多核细胞形成;抗酒石酸酸性磷酸酶染色显示绝大部分多核细胞与单核细胞均呈阳性反应;骨磨片扫描电镜观察可见较多的骨吸收陷窝、坑洼、沟道及破骨细胞。活细胞成像观察表明多核破骨细胞是由单核细胞、单核细胞与多核细胞及多核细胞之间相互融合而成,其细胞间的融合均发生在贴壁状态;显微缩时电影观察显示破骨细胞形态复杂多变,多核破骨细胞可以发生分裂。结论 大鼠周围血单核细胞在RANKL和M-CSF诱导下可向破骨细胞分化,形成具有骨吸收功能的破骨细胞。破骨细胞能够通过多种方式融合形成巨大的多核细胞,使其核数增加、体积增大、形态伸缩多变、质膜贴附面积广泛扩展,同时破骨细胞还可通过分裂来缩小体积、减少核数,以适应局部形态学、生物力学及骨吸收动力学的需求。这提示破骨细胞的融合及非有丝分裂方式可能是其发挥功能效应与骨吸收效率的一种特殊细胞生物学行为。     

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…     

破骨细胞非溶骨功能研究进展

目的综述破骨细胞除骨吸收之外的功能研究进展。方法查阅近年来与破骨细胞功能研究相关的文献,排除与骨吸收有关的文献,并进行分析总结。结果破骨细胞从骨基质调节因子、双向信号和细胞因子3个方面调节骨形成,参与造血微环境的形成,造血干细胞动员及其数量、功能的维持,以及血管生成过程。结论目前对破骨细胞调节造血作用的确切机制仍缺乏深入了解;此外,破骨细胞耦联因子作用于成骨细胞分化的哪一过程、诱导的血管生成参与哪些生理或病理过程等关键问题也有待解决;揭示其内在机制有助于为治疗多种破骨细胞相关性疾病提供科学的策略。     

破骨细胞骨吸收机制的研究进展

人体骨骼依赖于骨吸收和骨形成之间的动态平衡 ,当破骨细胞的骨吸收功能超过成骨细胞的骨形成作用后 ,这一平衡的失调将导致骨质疏松或骨质破坏。因妇女绝经、过量服用糖皮质激素等多种因素引起的骨质疏松 ,Ｐａｇｅｔ’ｓ病 ,以及癌症骨转移造成的骨破坏 ,都与破骨细胞异常活跃的分化增殖和骨吸收功能有关。因此 ,破骨细胞 (ｏｓｔｅｏｃｌａｓｔ,ＯＣ)是治疗上述疾病的靶细胞[1,2 ] 。1　破骨细胞分化形成的微环境ＯＣ是一种特殊类型的多核巨细胞 ,来源于ＣＤ3 4+ 的骨髓造血干细胞 ,其分化主要受骨髓基质细胞和成骨细胞所分泌的集落细胞…     

唑来膦酸钠在抑制钛颗粒诱导骨溶解中作用的体外实验研究

目的：研究唑来膦酸钠（ ZOL）对钛颗粒诱导的骨溶解的影响。方法分离6～8周C57BL/6J小鼠长骨中的前体破骨细胞（ OCP）并分为6组,A组：OCP＋细胞培养液,B组：OCP＋巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF）＋NF-κB 受体活化因子配体（RANKL）＋细胞培养液,C组：OCP＋钛颗粒＋细胞培养液,D组：OCP＋上清液（钛颗粒刺激巨噬细胞24 h后上清液）＋细胞培养液,E组：OCP＋M-CSF＋RANKL＋ZOL＋细胞培养液,F组：OCP＋上清液＋ZOL＋细胞培养液。每组细胞分别接种在玻璃盖玻片、皮质骨磨片和含骨检测表面的96孔板上,10 d后检测玻璃盖玻片上细胞抗酒石酸磷酸酶（ TRAP）的表达及皮质骨磨片上骨吸收陷窝的形成,并以骨检测表面的骨吸收面积为指标比较各组破骨细胞的骨吸收活性。结果 B组、D组、E组和F组的OCP均能分化为能被TRAP染色成阳性的破骨细胞并形成骨吸收陷窝,其余组均未发现TRAP染色阳性的破骨细胞和骨陷窝。加入ZOL的F组骨吸收面积（5.54％±1.25％）较D组（10.34％±1.69％）明显减少,差异具有统计学意义（t＝5.61,P＜0.01）。结论在体外实验中钛颗粒并不能直接刺激前体破骨细胞向破骨细胞转化;唑来膦酸钠可以抑制钛颗粒诱导的骨溶解作用。     

骨痂中多核巨细胞与破骨细胞的组织学及超微结构观察

本文通过光镜与透射电镜对家兔桡骨标准分析模型骨痂内多核巨细胞与破骨细胞形态进行了观察。观察显示，两种细胞均参与骨吸收，但多核细胞主要在分析早期吸收死骨和骨碎屑，吸收方式包括吞噬和细胞外降解；破骨细胞主要吸收钙化软骨骨痂和新生骨小粱，通过细胞外吸收方式完成骨痂改建。作者认为，多核巨细胞表面的丝状伪足和破骨细胞表面的皱折缘与骨矿物质细胞外降解有关，但其降解机理的差别尚有待揭示。     

不同氧环境中破骨细胞的发育分化和功能变化研究

目的 本实验拟观察不同氧浓度下破骨细胞诱导过程中的分化发育,寻找破骨细胞体外培养的适宜氧浓度,为骨转换平衡的修复提供依据.方法 取野生型C57B/L小鼠(2个月龄左右,雄性)骨髓进行破骨细胞的诱导培养.用RANKL(10ng/ml)和M-CSF(10ng/ml)联合的诱导方案,将小鼠骨髓中单核-巨噬细胞系体外诱导为破骨细胞样细胞.将原代破骨细胞置于20%O2、7%O2、2%O2下诱导培养,MOCP5不同氧浓度下普通培养.用MTT法检测MOCP5的增殖变化,用抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色检测破骨细胞形成的变化,并进行TRAP阳性细胞计数,用象牙骨片骨吸收陷窝甲苯胺蓝染色检测破骨细胞骨吸收活性的变化.结果 骨髓中单核-巨噬细胞体外经RANKL和M-CSF联合诱导可分化为多核的破骨细胞样细胞,在诱导第3天细胞开始融合,第5天TRAP染色强阳性,第8天可见象牙骨片上形成圆形、椭圆形、腊肠形等多种形态的骨吸收陷窝.MTT检测显示MOCP5在20%O2培养时一直处于增殖状态,7%O2条件下由增殖期进入平台期,2%O2时增殖缓慢且没有规律.20%O2、7%O2、2%O2培养下形成的TRAP阳性破骨细胞数分别为22±5.97、34±2.97、7±1.39(P<0.05),原代诱导的破骨细胞在20%O2、7%O2、2%O2形成的骨吸收陷窝面积(μm2)分别为3892.28±1642.78、5356.7±1655.6、2573±994.48(P<0.05).结论 体外RANKL和M-CSF联合可将骨髓单核-巨噬细胞诱导成多核的破骨细胞样细胞作为破骨细胞的研究模型.常氧条件下破骨细胞的TRAP阳性细胞数和骨吸收活性均低于7%O2.7%O2培养下的破骨细胞更接近于体内生理状态的破骨细胞.     

人骨髓长时间培养中破骨细胞的形成

在粒细胞／巨噬细胞集落刺激因子（ＧＭ－ＣＳＦ）存在下，离体培养人骨髓单个核细胞３周，结果显示有大量具破骨细胞特性的多核细胞形成，细胞核３～２０余个不等，多数细胞显示抗酒石酸盐酸性磷酸酶强阳性反应，当与牙本质片共育３周，可在牙本质片上形成典型吸收陷窝，并可见具有破骨细胞形态样的细胞，提示此培养条件下有大量破骨细胞形成．