周期性张应变对破骨前体细胞和破骨细胞增殖和抗酒石酸酸性磷酸酶的影响

目的研究不同强度的力学载荷对破骨细胞及其前体细胞增殖、分化和功能的影响。方法以破骨诱导液培养RAW264.7破骨前体细胞,同时施加3 d的周期性张应变,然后培养4 d;另外一组RAW264.7细胞以破骨诱导液培养4 d,将其诱导为破骨细胞,再施加3 d的周期性张应变。结果在不同张应变下,两组细胞增殖活性的变化大致相同,但细胞抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate-resistant acid phosphatage,TRAP)活性和破骨细胞(TRAP阳性多核细胞)数量的变化明显不同。在2 500με的中等强度张应变下,第1组的TRAP活性降幅和破骨细胞数量减幅均最高,而后者TRAP活性降幅和破骨细胞数量减幅均最低。结论不同张应变对分化初期破骨前体细胞和已分化出破骨细胞的破骨前体细胞的破骨分化和功能状态的影响有明显差异。     

力学载荷对破骨细胞凋亡的影响及其调节机制

破骨细胞是参与骨代谢的基本功能细胞之一.破骨细胞在骨重建过程中主要承担旧骨组织的破坏和吸收,因此,破骨细胞凋亡的微小变化都可能会改变骨重建的进程.调节破骨细胞凋亡的因素有很多,如雌激素、二磷酸盐等生物化学因素,但力学载荷对于破骨细胞生物学活性影响的研究相对较少.综述了力学载荷对破骨细胞生物学活性的影响以及细胞凋亡与破骨细胞凋亡的调节.     

核因子κB受体活化因子配体诱导破骨细胞前体的培养与分化

背景：以往的研究多采用长骨机械分离法获得破骨细胞,破骨细胞为终末分化细胞,无法进一步增殖和传代。因此目前常用骨髓细胞诱导培养法和RAW264.7细胞诱导培养法获得大量的破骨细胞以满足实验需要。 目的：探讨细胞核因子κB受体活化因子配体诱导破骨细胞前体细胞分化为成熟破骨细胞的最佳方法。 方法：分离小鼠骨髓细胞后添加核因子κB受体活化因子配体与巨噬细胞集落刺激因子共同诱导或者取RAW264.7细胞单独加入核因子κB受体活化因子配体诱导破骨细胞的形成;分别给予不同浓度的核因子κB受体活化因子配体,观察生成破骨细胞的数量,评价核因子κB受体活化因子配体与破骨细胞生成的量效关系;采用膜联蛋白V-FITC联合PI染色进行流式细胞术分析破骨细胞形成过程中单核巨噬细胞的凋亡情况。 结果与结论：当核因子κB受体活化因子配体浓度为10 μg/L时,破骨细胞形成数量最多的时间点在第六至七天;而核因子κB受体活化因子配体浓度为100 μg/L时,高峰期出现在第四至五天。破骨细胞的形成数量随着核因子κB受体活化因子配体刺激浓度升高而增加,呈浓度依赖性,50 μg/L的核因子κB受体活化因子配体是破骨细胞形成数量与浓度关系曲线的转折点,高于150 μg/L以后破骨细胞形成数量的增幅明显放缓。核因子κB受体活化因子配体即能诱导单核巨噬细胞形成破骨细胞又可以促进其凋亡,通过破骨细胞计数比较发现在同一浓度(104/cm²)接种单核巨噬细胞后以30 μg/L的核因子κB受体活化因子配体诱导后,平均每单位核因子κB受体活化因子配体所获得的破骨细胞数量最多。提示骨髓细胞或RAW264.7细胞诱导破骨细胞的培养方法皆简单可行,细胞接种的最佳浓度为104/cm²;核因子κB受体活化因子配体的适宜刺激浓度为30-50 μg/L。     

不同剂量骨保护素对破骨细胞内一氧化氮生成及内皮型一氧化氮合酶的影响CSCD

背景:骨保护素和一氧化氮在防治骨质疏松方面有重要作用,但目前关于两者在抑制破骨细胞增殖分化方面的关系研究较少。目的:验证不同剂量的骨保护素对破骨细胞内生成一氧化氮量及内皮型一氧化氮合酶活性的影响。方法:用抗酒石酸酸性磷酸酶染色验证诱导生成的破骨细胞;将诱导生成的破骨细胞分成6个组,空白对照组不加任何试剂;阴性对照组培养液中加入培养液;骨保护素组分为4组分别加入10,25,50,75μg/L不同剂量的骨保护素试剂。采用Annexinv-FITC细胞凋亡检测试剂盒,利用流式细胞仪测定破骨细胞凋亡率;荧光定量PCR检测破骨细胞标志基因抗酒石酸酸性磷酸酶mRNA及蛋白激酶K mRNA的表达量变化;一氧化氮检测试剂盒检测破骨细胞中内一氧化氮浓度;内皮型一氧化氮合成酶活力试剂盒检测破骨细胞内一氧化氮合酶的活力;骨保护素各组加入内皮细胞型一氧化氮合酶抑制剂;荧光定量PCR检测破骨细胞特异性酶抗酒石酸酸性磷酸酶mRNA及蛋白激酶K mRNA表达量的变化。结果与结论:1骨保护素可以抑制破骨细胞的分化生成并诱导其凋亡。2骨保护素的质量浓度与诱导生成的破骨细胞数量及其标志酶mRNA的表达量呈负相关,与破骨细胞凋亡率呈正相关。3骨保护素可以增加破骨细胞内一氧化氮的生成以及内皮型一氧化氮合酶活性的升高;骨保护素的质量浓度与破骨细胞生成的一氧化氮浓度及内皮型一氧化氮合酶活性呈正相关。4Raw264.7细胞在体外培养条件下,骨保护素与一氧化氮在抑制破骨细胞生成及促进其凋亡方面有协同作用,推测两者之间可能存在骨保护素/内皮型一氧化氮合酶/一氧化氮信号通路。     

钛微粒诱导破骨细胞活化中信号素7A siRNA的抑制作用

背景：信号素7A是一种细胞表面蛋白,可在促进破骨细胞融合的同时促进成骨细胞的迁移,影响骨的动态平衡。 目的：观察信号素7A siRNA对钛微粒诱导骨溶解过程中的破骨细胞活化是否具有抑制作用。 方法：将细胞浓度为4×109 L-1的前体破骨细胞接种于含玻璃盖玻片的96孔板上,分4组培养：空白对照组加入细胞培养液,阳性对照组加入未转染siRNA的上清液20 μL,实验组加入转染信号素7A siRNA的上清液20 μL,阴性对照组加入转染对照siRNA的上清液20 μL。上清液为钛合金微粒溶液与小鼠单核巨噬细胞株RAW264.7共培养24 h的上清液,其中siRNA转染于小鼠单核巨噬细胞株RAW264.7中。 结果与结论：培养7 d时,阳性对照组、阴性对照组、实验组炎症因子白细胞介素1、白细胞介素1β、肿瘤坏死因子α、基质金属蛋白酶9、核因子κB受体活化因子水平高于空白对照组(P < 0.05),实验组各因子水平低于阳性对照组、阴性对照组(P < 0.05)。培养8 d时,阳性对照组、阴性对照组、实验组破骨细胞增殖活性、抗酒石酸酸性磷酸酶染色阳性细胞数量高于空白对照组(P < 0.05),实验组破骨细胞增殖活性、抗酒石酸酸性磷酸酶染色阳性细胞数量低于阳性对照组、阴性对照组(P < 0.05)。结果表明信号素7A siRNA对钛颗粒诱导的破骨细胞活化具有一定的抑制作用。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程      

葛根素对RAW264.7细胞破骨分化的影响

背景：葛根素是葛根中含有的一种黄酮类衍生物,其可以预防骨质疏松、促进新骨生成,有望成为治疗骨质破坏相关疾病的潜在药物。目的：观察葛根素对RAW264.7细胞破骨分化能力的影响,探究Notch信号通路在其中的调控作用。方法：将RAW264.7细胞分5组干预培养：对照组加入DMEM高糖培养基;破骨诱导组加入破骨诱导培养基(含巨噬细胞集落刺激因子与核因子κB受体活化因子配体的DMEM高糖培养基);低、中、高浓度葛根素组分别加入含10,25,50μmol/L葛根素的骨诱导培养基。培养7 d后,采用抗酒石酸酸性磷酸酶染色及F-actin染色评估破骨细胞形成情况,RT-PCR检测破骨细胞形成相关基因的表达,Western blot及RT-PCR检测Notch信号通路相关指标表达。结果与结论：(1)抗酒石酸酸性磷酸酶染色显示,与对照组比较,破骨诱导组破骨细胞形成能力升高(P <0.01);与破骨诱导组比较,低、中、高剂量葛根素组破骨细胞形成能力降低(P <0.05,P <0.01),且呈浓度依赖性;(2)F-actin染色显示,与对照组比较,破骨诱导组出现边界清晰的F-actin环...     

力学刺激与淫羊藿苷耦合作用抑制疲劳损伤诱导破骨细胞分化的分子机制研究

目的 探讨力学刺激与淫羊藿苷(ICA)耦合作用对疲劳载荷下破骨细胞分化的影响及可能存在的分子机制。方法 体外培养小鼠单核巨噬细胞系RAW264.7,空白对照组为α-MEM完全培养基;疲劳载荷下破骨细胞模型组更换为破骨细胞培养液(含质量浓度为40 ng/ml巨噬细胞集落刺激因子和40 ng/ml破骨细胞分化因子的α-MEM完全培养基),并对RAW264.7细胞施加5 000 με基底拉伸应变;力学刺激+ICA组经上述细胞因子和高应变(5 000 με)刺激后,更换为含有1×10^-5 mol/L ICA的α-MEM完全培养基,并施加1 000 με基底拉伸应变。采用抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)检测试剂盒检测破骨细胞中TRAP的活性变化;实时定量PCR检测破骨细胞标志性基因TRAP、组织蛋白酶K(CTSK)和基质金属蛋白酶9(MMP-9)的mRNA表达;蛋白质印迹法(Western Blot)分析核因子κB(NF-κB)异位情况。结果 与模型组相比,力学刺激(1 000 με的基底拉伸)和ICA(1×10^-5 mol/L)耦合作用能显著抑制破骨细胞中TRAP的活性(P<0.01),减少破骨细胞的形成;显著下调标志性基因TRAP、CTSK和MMP-9的mRNA表达,差异均具有统计学意义(均P<0.01);通过抑制NF-κB信号通路中P65、P50、NF-κB抑制蛋白-α(IκB-α)的磷酸化来抑制破骨细胞的生成。结论 力学刺激与ICA耦合作用可有效抑制疲劳载荷下破骨细胞的分化及其骨吸收功能,其作用机制可能是通过调节NF-κB信号通路来实现。     

益骨胶囊含药血清对共育体系中破骨细胞活性和凋亡的影响

目的： 观察益骨胶囊含药血清在成骨-破骨细胞共育体系中对SD大鼠破骨细胞（OC）活性和凋亡的影响。 方法： (1)取1d龄SD大鼠颅骨分离培养成骨细胞（OB），取5d龄SD大鼠四肢股骨、胫骨分离培养OC，建立细胞上清相通但细胞间不相互混杂的平面式成骨-破骨细胞共育体系，实验分为含药血清组和对照组；（2）将10月龄SD雌性大鼠分为益骨胶囊灌胃组和生理盐水对照组，制备含药血清和对照血清；（3）重氮盐法检测抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP）和光镜观察骨陷窝数；（4）光镜和荧光显微镜下观察共育体系中OC凋亡情况。 结果： 含药血清组在48 h、72 h、96 h对成骨-破骨细胞共育体系中OC分泌TRACP的活性均明显降低于对照组，OC的存活数明显低于对照组，OC的凋亡率明显高于对照组且呈明显的时效关系；所形成骨吸收陷窝的数目明显低于对照组(P<0.01)。 结论： 益骨胶囊含药血清在共育体系中能够抑制OC活性，诱导破骨细胞的凋亡。     

核因子κB受体活化因子配体诱导形成的成熟破骨细胞

背景：破骨细胞作为一种终末细胞,获取困难,而且没有成熟破骨细胞株等因素限制了其应用。先前国内外对破骨细胞的获取一般采用基质细胞诱导培养或共培养,或运用核因子κB受体活化因子配体和巨噬细胞集落刺激因子共同作用诱导形成成熟的破骨细胞。 目的：观察小鼠单核巨噬细胞RAW264.7的一般生物学特征,分析其在核因子κB受体活化因子配体诱导下形成成熟破骨细胞的可行性。 方法：培养RAW264.7后,用核因子κB受体活化因子配体诱导RAW264.7细胞7 d后观察抗酒石酸酸性磷酸酶染色结果,以抗酒石酸酸性磷酸酶染色阳性,细胞核≥3个为破骨细胞。以鬼笔环肽荧光染色观察纤维性肌动蛋白环,甲苯胺蓝染色观察牛骨片表面的吸收陷窝情况。 结果与结论：核因子κB受体活化因子配体可诱导RAW264.7细胞形成抗酒石酸酸性磷酸酶染色阳性的多核细胞,形成纤维性肌动蛋白环,电镜下可见骨片上圆形或椭圆形的吸收陷窝。提示RAW264.7是一种较好的破骨前体细胞模型,可用于破骨细胞分化研究。单用核因子κB受体活化因子配体诱导RAW264.7细胞分化成熟,减少了巨噬细胞集落刺激因子的应用,使培养体系更加简单,易于操作,诱导出的细胞纯度高,适合于破骨细胞的生物学和生化研究。     

补肾接骨中药对骨折修复的成骨作用及机制

背景：骨折愈合是成骨细胞与破骨细胞耦联相互作用相互影响促进骨质生长的过程,其中成骨细胞介导骨的形成,破骨细胞介导骨吸收,使骨重建处于一种动态平衡中,于动态平衡环境中促进骨生长,而目前研究多数倾向于单独的成骨或者破骨机制,但会忽略这两种细胞共同存在的环境下相互作用机制。 目的：观察补肾接骨中药对成骨与破骨细胞耦联中骨护骨素-核因子κB受体激活剂的配基-核因κB受体活化因子的影响及其在骨折治疗中的作用机制。 方法：分离小鼠成骨、破骨细胞并体外细胞培养,建立小鼠“成骨-破骨细胞共育系”作为研究平台,补肾接骨中药1.25,2.5,6.25 g/(kg•d)灌胃,空白对照组给予同等体积的生理盐水灌胃,每日1次,连续7 d。 结果与结论：共育培养24 h后,成骨细胞内碱性磷酸酶水平明显高于单纯培养的成骨细胞(P < 0.05)。实时PCR检测显示,共育体系细胞中碱性磷酸酶、Runx2及骨护骨素表达增加(P < 0.05),呈剂量依赖性(P < 0.05)。Western-blot检测显示,高浓度[6.25 g/(kg•d)]中药能明显促进骨护骨素、核因子κB受体激活剂的配基的表达,抑制核因子κB受体活化因子蛋白表达(P < 0.05)。结果证实,补肾接骨中药可动态调节骨护骨素-核因子κB受体激活剂的配基-核因子κB受体活化因子信号通路,对促进骨组织重建与恢复有着积极的作用。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程全文链接：     

Wear-particle-induced osteoclast osteolysis: the role of particulates and mechanical strain

Periprosthetic osteolysis involves osteoclast activation by wear particulates and their exposure to mechanical perturbation through exposure to shear forces generated by periprosthetic fluid as well as interface micromotion. This study aimed to determine the interactions between wear particulates, mechanical stimulation, and osteoclasts. In static cultures, wear particulates increased osteoclast differentiation. Addition of neutralizing antibodies to RANKL (receptor activator of nuclear factor kappa ligand) inhibited the particle-induced increase in osteoclast numbers. Cyclic 5000 microstrains were applied with the use of a custom-built device to marrow-derived cultures to assess the effect on osteoclast differentiation. Mechanical strain application alone decreased osteoclast differentiation, which was further decreased by the addition of particles despite increases in the soluble RANKL to osteoprotegerin (OPG) ratio. Mechanical strain alone induced mature osteoclast apoptosis in a dose-dependent manner. In contrast, in the mature osteoclast model, the addition of nonmetal particulates protected the osteoclasts from becoming apoptopic. Titanium (Ti) and cobalt chromium (CoCr) particles, however, induced osteoclast apoptosis, whereas polyethylene (PE) and polymethylmethacrylate (PMMA) did not. Wear particulates and mechanical stimulation interact via an eicosanoid-dependent pathway to alter osteoclast function and survival. The addition of mechanical perturbation to a particle-laden system thus appears to enhance the potential for osteolytic activity by enhancing osteoclast survival.     

伊班膦酸钠对成骨细胞分泌骨保护素的调节

背景：在正畸治疗期间,如何提高成骨速度对缩短正畸时间有很大的帮助。骨保护素能间接抑制破骨细胞成熟,加速牙周骨组织形成。 目的：观察分析局部注射伊班膦酸钠对正畸保持阶段牙周组织的影响。 方法：选取8周龄雄性SD大鼠55只,随机分为实验组、对照组、空白组。空白组直接麻醉处死。实验组和对照组均以50 g力牵引上颌右侧第一磨牙近中移动,加力21 d,然后分别于保持前1 d局部注射伊班膦酸钠和生理盐水后进入保持期,分别于保持开始后1,3,7,14,21 d,每组取5只大鼠麻醉后处死。组织经苏木精-伊红染色,免疫组织化学染色后观察。 结果与结论：苏木精-伊红染色观察见实验组破骨细胞少于对照组,相同时间的实验组与对照组比较,实验组骨保护素表达量高于对照组;实验组与对照组中,第1天与第3天骨保护素的表达量无显著性差异(P > 0.05),第7,14,21天骨保护素的表达量差异有显著性(P < 0.05)。在表达强度上,实验组骨保护素的表达呈逐渐增强的趋势,实验组与对照组骨保护素的表达均强于空白组(P < 0.05)。局部注射伊班膦酸钠能使成骨细胞分泌骨保护素增多,间接抑制破骨细胞生成,从而加速骨组织修复形成。     

动静态不同牵张条件下大鼠骨髓间充质干细胞的增殖与分化

背景：在体外和体内关于细胞对于不同的机械牵张反应的大量研究表明,牵张能够刺激成骨。然而鲜有文献报道不同的牵张方式对于同种细胞的影响有何不同。 目的：比较不同机械牵张方式对大鼠骨髓间充质干细胞的影响。 方法：分离培养大鼠骨髓间充质干细胞,应用自行研制的牵张装置对骨髓间充质干细胞分别施加动态、静态和模拟临床的混合牵张牵张刺激,分别检测3种刺激方式下骨髓间充质干细胞的增殖能力、碱性磷酸酶活性及Runx2基因的mRNA表达,并测量细胞骨钙素的分泌情况。 结果与结论：静态牵张组与对照组相比,细胞增殖能力提高18.67%,碱性磷酸酶活性、Runx2表达及骨钙素分泌无明显差异;动态牵张组相对于对照组,细胞碱性磷酸酶活性提高60.33%, Runx2表达上升49.67%,细胞外骨钙素的分泌提高了48%,然而细胞增殖则受到了抑制;混合牵张组相对于对照组,细胞增殖能力稍有上升但无统计学差异,其对碱性磷酸酶活性、Runx2表达以及骨钙素的分泌有一定的促进作用,但没有动态牵张组明显。结果提示,静态牵张能够显著刺激骨髓间充质干细胞的增殖,而动态牵张对于刺激骨髓间充质干细胞成骨向分化作用更为明显,混合牵张方式对于细胞增殖及成骨分化均有一定的促进作用。     

米诺环素通过调控PI3K/Akt通路抑制硝普钠诱导的PC12细胞凋亡

 目的： 探讨PI3K/Akt信号通路在米诺环素（minocycline,MC）抑制硝普钠(sodium nitoprusside,SNP)诱导的PC12细胞凋亡中的作用。方法：将体外培养的PC12细胞分为4组：空白对照组、SNP组、MC+SNP组和PI3K抑制剂LY294002+ MC+SNP组。用四甲基偶氮唑盐（MTT）法检测细胞活力,流式细胞术检测细胞凋亡;Western blotting检测不同时点（0.5、1、2、3 h）各处理组PI3K/Akt通路蛋白p-Akt和Akt的表达。结果：SNP处理PC12细胞24 h能抑制细胞生长,加入10 μmol/L MC预处理30 min可明显提高细胞活力,降低细胞凋亡率（P<0.05）,抑制SNP诱导的PC12细胞凋亡。MC组的p-Akt表达高于其它组,而加入LY294002后可阻断MC的上述效应。结论：MC可通过调控PI3K/Akt通路抑制SNP诱导的PC12细胞凋亡。     

益骨胶囊含药血清对大鼠破骨细胞凋亡和分泌抗酒石酸酸性磷酸酶的影响

目的:观察益骨胶囊含药血清对体外培养的大鼠破骨细胞(OC)分泌抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)和凋亡的影响。方法:(1)将20只12月龄SD大鼠随机分为益骨胶囊灌胃组和生理盐水灌胃组, 制备含药血清和对照血清;(2)分离培养新生SD大鼠OC, 加血清培养后, 重氮盐法检测TRAP, 倒置显微镜下观察OC存活数及荧光染色法观察OC凋亡情况。结果:与空白血清组比较, 含药血清组在24h、48h和72h时TRAP的活性均明显降低, OC存活数明显降低, 凋亡比率明显高(P<0.01或P<0.05)。结论:益骨胶囊含药血清可以抑制体外培养OC分泌TRAP, 诱导OC凋亡, 提示这可能是该方防治骨质疏松的机理之一。     

Local in vivo administration of a decoy oligonucleotide targeting NF-kappaB induces apoptosis of osteoclasts after application of orthodontic forces to rat teeth

In this study, we report the in vivo effects of a decoy oligonucleotide targeting the nuclear factor kappaB (NF-kappaB) on osteoclasts during forced orthodontic tooth movement in rats. Wistar rats were subjected to orthodontic forces, in the absence or presence of treatment with a decoy molecule mimicking a nonsymmetric NF-kappaB binding site (5'-CGC TGG GGA CTT TCC ACG G-3'). TUNEL staining of fragmented DNA revealed that treatment with NF-kappaB decoy but not with scramble double-stranded oligodeoxynucleotides (ODN) induced a high level of osteoclast apoptosis in vivo. Immunohystochemical analysis for death receptor Fas revealed strong positivity only in samples treated with NF-kappaB decoys, demonstrating that osteoclasts are sensitive to death induction via Fas signaling. Induction of apoptosis in osteoclasts could be a strategy for treatment of excessive osteoclast activity in pathologic conditions such as osteoporosis, peri-articular osteolysis, inflammatory arthritis, Paget's syndrome and tumour-associated osteolytic metastases.