抗酒石酸酸性磷酸酶与骨代谢

抗酒石酸酸性磷酸酶（tartrate-re-sistant acid phosphatase，TRACP）为最近发现的骨吸收和破骨细胞活性的良好标志物，测定血清中TRACP尤其是TRACP-5b的浓度，有助于了解生理条件和各种病理条件下的骨代谢状况。     

一氧化氮外源性供体L-arginine对破骨细胞骨吸收功能的影响

目的:一氧化氮在维持机体多个系统的生理功能中起重要作用,许多慢性疾病可造成一氧化氮产生减少,此时一氧化氮供体是一种必要的补充。观察一氧化氮外源性供体L-arginine对体外培养破骨细胞增殖及骨吸收功能的影响。方法:实验于2005-06/2006-05在四川大学华西医院生物治疗国家重点实验室干细胞与组织工程研究室完成。选择出生1d的清洁级SD大鼠乳鼠,采用骨髓诱导法体外培养破骨细胞,培养液内分别加入0.3,0.6,1.0g/L不同浓度的L-arginine,并以等体积三蒸水作为对照。培养7d后,以抗酒石酸酸性磷酸酶染色观察破骨细胞数目、形态,MIAS-2000图像分析仪检测骨片上骨吸收陷窝的数目和面积,并用扫描电镜观察不同浓度L-arginine对骨吸收陷窝的影响。结果:①破骨细胞的一般形态:破骨细胞较其他细胞大,形态不规则,呈油煎蛋形、长条形、腊肠形或漏斗形等,细胞内可见几个至几十个核不等。抗酒石酸酸性磷酸酶染色酶活性部分酒红色,颗粒状。②抗酒石酸酸性磷酸酶阳性细胞数:各组破骨细胞数目随着L-arginine浓度增加而减少(P<0.05)。③骨吸收陷窝的面积和数目:骨片培养7d,吸收陷窝计数的结果显示,0.3g/L以上浓度L-arginine对破骨细胞吸收功能均有明显抑制作用,并呈剂量相关性。0.3g/LL-arginine组陷窝面积为对照组的91%(P<0.05),0.6g/LL-arginine组为对照组的80%(P<0.05),1.0g/LL-arginine组为对照组的69%(P<0.01)。结论:采用骨髓诱导法培养的破骨细胞数量多、纯度高,且具有明显的骨吸收功能。L-arginine抑制破骨细胞增殖,抑制破骨细胞骨吸收功能,并呈剂量相关性。     

降钙素与骨代谢的研究进展

降钙素是由甲状腺C细胞分泌的多肽类激素,它是维持体内钙磷代谢的重要激素,降钙素通过抑制破骨细胞活性和数量,促进成骨细胞的形成而参与骨代谢。现就其结构、功能及临床用途作一综述。1降钙素生物学降钙素是由32个氨基酸组成的活性肽,分子量为3500u,是降钙素基因相关肽(CGRP)家...     

失重状态下共育大鼠成骨与破骨细胞中护骨素表达的变化

目的：通过观察失重状态下共育的大鼠成骨与破骨细胞中护骨素的表达及其变化特点，探讨失重状态下骨结构的生物学变化。方法：实验于2004—07／12在哈尔滨医科大学附属二院科研中心完成。体外分离培养1周龄15只Wistar大鼠的颅骨成骨细胞及四肢骨破骨细胞，随机分为4组：成骨细胞+破骨细胞共育组，成骨细胞组，失重下成骨细胞+破骨细胞共育组，失重下成骨细胞组。前两组为空白对照。后两组均在回转加速器中48h。倒置相差显微镜下观察鉴定成骨细胞、破骨细胞，采用多聚酶链反应方法测定各组护骨紊的表达。结果:①护骨紊在各种情况下的表达：总RNA电泳条带28s。18s，5s，表明RNA完整。吸光度比A260／A280在1．8～2．0，失重共育组护骨紊较非失重共育组明显低表达，失重单纯成骨细胞组护骨素表达较失重共育组明显低表达(P&;lt;0．05)。单纯成骨细胞组明显低于失重单纯骨细胞组(P&;lt;0．05)。②5天后成骨细胞与破骨细胞在倒置相差显微镜下观察：成骨细胞呈多角形、三角形，胞浆丰富，邻近细胞中突起与之相联，胞核大，圆形，含一两个核仁；破骨细胞细胞核核大，4～6个，胞浆伸出丝状或片状伪足。结论：失重状态下共育成骨与破骨细胞中护骨素低表达，成骨作用减弱，说明力学作用参与了成骨细胞与破骨细胞之间的信号传递。     

番茄红素对活性氧族介导破骨细胞骨吸收功能的影响

背景：研究表明，番茄红素能够促进成骨细胞的增殖和生长，增加其矿化能力。目的：实验拟验证抗氧化剂番茄红素影响活性氧族介导破骨细胞骨吸收功能的作用途径。设计、时间及地点：随机分组设计，对比观察，实验于2005-01／2006-12在山东省骨科研究所完成。材料：24h内出生的清洁级Wistar大鼠幼鼠30只，用于破骨细胞的培养；番茄红素由Sigma公司提供。方法：将24孔细胞培养板内细胞分为5组。空白对照组：所用培养液不含番茄红素：10^-7mol／L番茄红素组、10^-6mol／L番茄红素组、10^-5mol／L番茄红素组和10^-5mol／L维生素C组培养孔内预先置入盖玻片或薄骨片，对种植其上的破骨细胞分别用含有不同浓度番茄红素或维生素c的d．MEM培养基进行培养。主要观察指标：在分离培养的细胞玻璃爬片或骨片进行抗酒石酸酸性磷酸酶染色、四唑氮蓝染色，最后对骨片进行扫描电镜照像并用image-proplus5．0图像分析软件分析骨吸收陷窝的数目和面积。结果：①抗酒石酸酸性磷酸酶染色阳性多核细胞镜下胞浆酸性磷酸酶活性部位呈紫红色，细胞核染色阴性或淡染，伪足清晰。②四唑氮蓝染色结果提示，10^-5mol／L的番茄红素明显抑制了破骨细胞产生活性氧族的能力。⑨扫描电镜结果显示，破骨细胞在骨片上形成形态不一的骨陷凹，10^-7mol／L的番茄红素部分抑制了骨吸收陷凹面积的增加，而10^-5mol／L的刮茄红素则几乎完全抑制了骨吸收陷凹的形成。结论：番茄红素在体外可以通过抑制破骨细胞产生活性氧族来抑制其骨吸收功能。     

胰高血糖素样肽-1对糖尿病骨代谢影响的研究进展

目前,我国已成为仅次于印度的糖尿病第二大国,且人口老龄化和生活方式的改变使我国糖尿病患病率呈明显上升趋势。糖尿病并发骨质疏松症也逐渐被医学界所重视。糖尿病性骨质疏松症(diabetic osteoporosis,DOP)是指糖尿病并发骨量减少,骨组织显微结构受损,骨脆性增加,易发骨折的一种全身性代谢性     

骨重建与能量代谢共调节机制的研究进展

骨骼是一个动态活性组织,它通过持续性重塑来维持其矿化平衡及自身的结构完整.在骨重塑的过程中,骨骼能协调成骨细胞、骨细胞和破骨细胞之间的活性,保持着骨重塑过程的动态耦联平衡,其中成骨细胞（骨形成功能）和破骨细胞（骨吸收功能）在骨重塑过程中起关键作用.由于骨组织破坏以及随后骨形成均需要能量消耗,故已有学者提出骨重建与能量代谢共调节假说[1,2],然而其具体的机制目前尚未阐明.本综述旨在从骨骼内分泌角度,分析骨重建与能量代谢共调节机制的研究进展.     

失重状态下共育大鼠成骨与破骨细胞中护骨素表达的变化

目的:通过观察失重状态下共育的大鼠成骨与破骨细胞中护骨素的表达及其变化特点,探讨失重状态下骨结构的生物学变化。方法:实验于2004-07/12在哈尔滨医科大学附属二院科研中心完成。体外分离培养1周龄15只Wistar大鼠的颅骨成骨细胞及四肢骨破骨细胞,随机分为4组:成骨细胞+破骨细胞共育组,成骨细胞组,失重下成骨细胞+破骨细胞共育组,失重下成骨细胞组。前两组为空白对照。后两组均在回转加速器中48h。倒置相差显微镜下观察鉴定成骨细胞、破骨细胞,采用多聚酶链反应方法测定各组护骨素的表达。结果:①护骨素在各种情况下的表达:总RNA电泳条带28s,18s,5s,表明RNA完整。吸光度比A260/A280在1.8～2.0,失重共育组护骨素较非失重共育组明显低表达,失重单纯成骨细胞组护骨素表达较失重共育组明显低表达(P<0.05)。单纯成骨细胞组明显低于失重单纯骨细胞组(P<0.05)。②5天后成骨细胞与破骨细胞在倒置相差显微镜下观察:成骨细胞呈多角形、三角形,胞浆丰富,邻近细胞中突起与之相联,胞核大,圆形,含一两个核仁;破骨细胞细胞核核大,4～6个,胞浆伸出丝状或片状伪足。结论:失重状态下共育成骨与破骨细胞中护骨素低表达,成骨作用减弱,说明力学作用参与了成骨细胞与破骨细胞之间的信号传递。     

脉冲电磁场对成骨和破骨代谢的影响

背景：脉冲电磁场对成骨细胞、破骨细胞、骨基质合成均有明显作用。目的：旨在探究脉冲电磁场在成骨和破骨代谢中的作用以及治疗骨质疏松的机制,以促进其临床应用。方法：由第一作者应用计算机检索PubMed、中国期刊全文数据库（CNKI）、维普数据库和万方数据库1997-05/2011-08相关文献。在标题、摘要、关键词中以＂pulsed electromagnetic field（PEMFs）,bone metabolism,osteoporosis,osteoblast,osteoclast,bone marrow mesenchymal stem cells（BMMSCs）＂或＂脉冲电磁场,骨代谢,骨质疏松,成骨细胞,破骨细胞,骨髓间充质干细胞＂为检索词进行检索。选择文章内容与脉冲电磁场有关者,同一领域文献则选择近期发表在权威杂志文章进行分析。结果与结论：初检得到389篇文献,根据纳入标准选择关于假体无菌性松动分析及处理的46篇文献进行综述。脉冲电磁场可促进成骨代谢,抑制破骨代谢,参与调节转化生长因子β,白细胞介素6等骨代谢相关的细胞因子,促进骨基质形成,改善骨生长微环境,对骨髓间充质干细胞的增殖分化亦有促进作用。推测脉冲电磁场治疗骨质疏松及其并发症有重要的临床价值。     

Vitamin K1 (phylloquinone) and K2 (menaquinone-4) supplementation improves bone formation in a high-fat diet-induced obese mice

Several reports suggest that obesity is a risk factor for osteoporosis. Vitamin K plays an important role in improving bone metabolism. This study examined the effects of vitamin K1 and vitamin K2 supplementation on the biochemical markers of bone turnover and morphological microstructure of the bones by using an obese mouse model. Four-week-old C57BL/6J male mice were fed a 10% fat normal diet group or a 45% kcal high-fat diet group, with or without 200 mg/1000 g vitamin K1 (Normal diet + K1, high-fat diet + K1) and 200 mg/1000 g vitamin K2 (Normal diet + K2, high-fat diet + K2) for 12 weeks.Serum levels of osteocalcin were higher in the high-fat diet + K2 group than in the high-fat diet group. Serum OPG level of the high-fat diet group, high-fat diet + K1 group, and high-fat diet + K2 group was 2.31 ± 0.31 ng/ml, 2.35 ± 0.12 ng/ml, and 2.90 ± 0.11 ng/ml, respectively. Serum level of RANKL in the high-fat diet group was significantly higher than that in the high-fat diet + K1 group and high-fat diet + K2 group (p<0.05). Vitamin K supplementation seems to tend to prevent bone loss in high-fat diet induced obese state. These findings suggest that vitamin K supplementation reversed the high fat diet induced bone deterioration by modulating osteoblast and osteoclast activities and prevent bone loss in a high-fat diet-induced obese mice.     

Mechanism of Bone Turnover

Bone remodelling is a cellular mechanism behind the bone turnover. It renews the old bone piece by piece and thus ensures the correction of possible microdamage and enables the regulation of mineral homeostasis. The basic mechanism of bone remodelling is similar in all types of bone and includes the resorption of old bone and the formation of equal amount of new bone at the same place. Histomorphometric studies have revealed the cellular details of remodelling and have shown that it is composed by the temporally and spatially regulated action of different bone cells and their precursors. Recent in vitro studies with osteoclasts and osteoblasts have increased our knowledge of the molecular mechanisms of bone remodelling. Molecular characterization of bone matrix proteins have suggested new functions to many of them and thereby increased our possibilities of understanding the local regulation mechanisms of remodelling. Bone matrix has been shown to contain several biologically active compounds which have effects on bone forming and resorbing cells and their precursors. Details of the functional mechanism of osteoclasts are also in the process of being discovered. However, several questions concerning bone remodelling still remain open: the molecular explanation for selection of the remodelling site; the coupling of bone resorption to formation, and the interactions between different cell types during the remodelling cycle.     

WNT-modulating gene silencers as a gene therapy for osteoporosis,bone fracture,and critical-sized bone defects

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补肾中药对破骨细胞骨吸收功能的影响

目的:探讨补肾中药对破骨细胞(osteoclast,OC)骨吸收功能的影响。方法:取新生(出生24h内)SD乳鼠四肢骨髓分离培养OC,实验组加入不同(高、中、低)剂量的补肾中药血清,对照组采用无中药血清,采用酶动力学法测定培养上清中抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate resistant acid phosphatase,TRACP)的活性;利用甲苯胺蓝对骨吸收陷窝染色并在图像分析仪下测定骨吸收陷窝的面积和数目。结果:补肾中药高、中剂量组均降低TRACP活性,减少骨片上骨吸收陷窝的面积及数目,与空白对照组比较差异有显著性意义(P<0.01),高、中剂量组间比较差异有显著性意义(P<0.05),以中剂量组作用为明显。结论:补肾中药可降低破骨细胞培养上清中的TR ACP活性,减少骨吸收陷窝面积及数目,达到抑制破骨细胞的骨吸收功能目的。     

成骨细胞和碱性成纤维细胞生长因子植入促进骨再生过程研究

目的研究成骨细胞和碱性成纤维因子(bFGF)于凝胶载体中植入促进骨再生的效果。方法将同种异体胎兔成骨细胞按不同浓度植入成年新西兰兔桡骨1cm缺损区域,观察骨缺损修复过程;结果植入但骨缺损桥接率随着植入浓度手术后时间的增加而上升。扫描电镜观察成骨细胞植入3周时有骨陷窝形成。植入5周时骨陷窝壁完全钙化。临床应用于10例骨不连患者,均愈合。结论成骨细胞于三维凝胶中植入的最佳细胞浓度为106/ml。胎儿成骨细胞和bFGF植入可临床应用于骨折、骨折延迟愈合、骨不连、骨坏死等的治疗。     

体外评价抗生素对人重组骨形成蛋白-2诱骨活性的影响

目的研究抗生素对骨形成蛋白诱骨活性的影响。方法以人骨髓成骨细胞为作用细胞,选用合适剂量的人重组骨形成蛋白-2(rhBMP-2m)为作用底物,分别加入不同浓度的替硝唑(Tinidazole,TNZ)、克拉霉素(Clarithromycin,CLM),以及二者的混合物进行体外培养,96h后观察细胞生长情况,MTT法测定细胞活力,并检测定细胞内碱性磷酸酶(Alkalinephosphatase,ALP)活性。结果(1)高剂量(≥1000μg/ml)的克拉霉素对人骨髓成骨细胞的增殖具有轻微的抑制作用,而高剂量的替硝唑则有一定的细胞毒性,较多的细胞漂浮,裂解为碎片;联合用药对细胞增殖的影响与替硝唑剂量成正比。(2)药物对碱性磷酸酶活性的影响,同细胞的增殖程度成正相关,剂量小于1000μg/ml时对酶活性无影响。结论局部应用克拉霉素和替硝唑应选用小于1000μg/ml的药物浓度为宜;两抗生素对BMP的诱骨活性并不产生直接的影响,而是由于对细胞增殖的抑制作用间接影响了碱性磷酸酶的活性。     

中药骨康对去势大鼠骨吸收与骨形成影响的实验研究

目的探讨中药骨康治疗绝经后骨质疏松大鼠模型的作用机制.方法采用雌性SD大鼠,随机分为正常对照组、模型组、中药骨康组及尼尔雌醇组,去双侧卵巢后造绝经后骨质疏松大鼠模型,造模3个月后,分别采用生理盐水、中药骨康及尼尔雌醇灌胃,灌胃3个月后采用摘眼球取血,测定其血清骨钙素、降钙素含量.结果中药骨康组大鼠血清骨钙素、降钙素水平明显高于模型组,两者相比有显著性差异,P<0.05.结论中药骨康具有抑制去势大鼠骨质吸收,促进骨形成的作用.     

Extracellular matrix deposition and scaffold biodegradation in an in vitro three‐dimensional model of bone by X‐ray computed microtomography

The development of an in vitro model of bone and the optimization of tools for determining the biological processes occurring during bone repair remains a major goal in the field of bone tissue engineering. Recently, a model based on a three‐dimensional co‐culture of osteoblasts and osteoclast precursors in Skelite^TM scaffolds was developed. Although induction of osteoblast and osteoclast differentiation was observed, a complete evaluation of bone deposition and biodegradation processes was missing due to technical limitations. In the current study, both X‐ray computed microtomography and histological analysis were used to monitor these two key biological processes in the same in vitro model. Either osteoblasts or a combination of osteoblasts and osteoclasts were seeded on Skelite^TM scaffolds. Scaffold biodegradation and increased bone deposition together with a more organized extracellular matrix were observed in the co‐cultures, highlighting the role of osteoclasts in the determination and regulation of bone deposition. Results confirmed the potential and relevance of co‐culturing osteoblasts and osteoclasts to resemble native tissue. The combination of X‐ray computed microtomography and histology presented in this study could be useful in future studies for the validation and development of new in vitro culture systems for bone tissue engineering. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.