细胞因子RANKL对破骨细胞的分化调节作用

骨是一个代谢活跃的器官 ,在整个生命周期中都在进行不断的更新与改建。其形态发生和重建由两个对立统一的过程所控制 :破骨细胞 (ｏｓｔｃｏｃｌａｓｔ,ＯＣ)介导的骨吸收过程和成骨细胞 (ｏｓｔｅｏｂｌａｓｔ,ＯＢ)介导的骨基质合成过程。ＯＣ、ＯＢ之间功能的失调将导致骨骼形态结构的异常 ,如骨质疏松时骨量减少 ,而骨硬化症时骨量增多。Ｕｄａｇａｗａ等[1 ] 首次发现 ,许多激素、细胞因子影响ＯＣ的分化、激活 ,而这种作用是由ＯＢ/ＳＴ介导的 ,并且是通过细胞膜与细胞膜的直接接触或旁分泌机制而实现的[2 ,3 ] ,但其分子学基础一直…     

MLO-Y4来源外泌体对破骨细胞调控机制的研究

目的 探讨骨细胞系MLO-Y4来源的外泌体对破骨细胞的调控机制。方法 收集MLO-Y4细胞的培养基,通过超高速离心法获得MLO-Y4细胞外泌体（MLO-Y4-Exo）,Western blot和透射电镜鉴定其特征;MLO-Y4-Exo与骨髓巨噬细胞共培养,TRAP染色检测其对破骨细胞分化的作用;小鼠顶骨皮下注射MLO-Y4-Exo检测其对体内破骨细胞分化的影响;通过小干扰RNA检测MLO-Y4-Exo对促破骨分化的机制。结果 MLO-Y4外泌体大小形态满足外泌体特征,高表达CD63和Alix外泌体蛋白;MLO-Y4-Exo在体外和体内均促进破骨细胞分化（P<0.05）;RANKL小干扰RNA实验证实MLO-Y4-Exo通过向破骨前体细胞传递RANKL蛋白促进破骨细胞分化（P<0.05）。结论 骨细胞系MLO-Y4来源的外泌体通过向破骨前体细胞传递促破骨分化因子RANKL促进破骨细胞生成。     

骨细胞对破骨细胞形成和功能的影响

破骨细胞的骨吸收作用和成骨细胞骨形成作用的交替进行维持了骨量的平衡。破骨细胞可以选择性吸收损伤部位的骨质,其激活和定位机制目前还未阐明。近年来的研究认为骨细胞是感知骨环境的基本单位,而且骨细胞还可以将所感知的信号传递给其它骨细胞,骨衬细胞,成骨细胞及破骨细胞等。对骨细胞和破骨细胞的研究中发现骨细胞可能在破骨细胞的激活和定位中起到了重要的作用,但是具体机制还有待研究。     

破骨细胞参与时IGF-1对成骨细胞的促同化作用

目的探讨IGF-1对成骨细胞(osteoblast,OB)的促同化作用是否需要破骨细胞(Osteoclast,OC)的协同。方法体外培养MC3T3小鼠成骨细胞及RAW264.7小鼠单核巨噬细胞,RAW264.7细胞经核因子κB受体活化因子配基(Receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand,RANKL)诱导分化为破骨细胞。以50 ng/ml重组人胰岛素样生长因子-1(rhIGF-1)分别干预成骨细胞及分化成熟的破骨细胞,Wstern blotting验证IGF-1受体的活化。以0、10、50、100 ng/ml的rhIGF-1分别干预成骨细胞、破骨细胞及共培养的成、破骨细胞。12 h后终止培养,收集破骨细胞经IGF-1干预后的条件培养基(OC conditioned medium after IGF-1 treatment,OCCM)对另一组新接种的成骨细胞干预12 h。ELISA检测3组成骨细胞培基中骨钙素(bone Gla protein,BGP)、RANKL的含量,Real-time PCR检测成骨细胞中Bgp基因的表达。结果 RANKL诱导培养8 d后RAW264.7细胞形成TRAP阳性,成熟的多核破骨细胞;Wstern blotting检测表明rhIGF-1可有效得使成、破骨细胞中的IGF-1受体发生磷酸化;ELISA与Real-time PCR测定结果显示,IGF-1直接干预OB时,Bgp基因表达水平和培养基中BGP及RANKL蛋白的含量均与无干预的对照组无明显区别;而OCCM干预及共培养的OB组,当IGF-1初始干预浓度为10 ng/ml时BGP、RANKL含量及Bgp基因的表达水平显著提高,共培养组与OCCM培养组间无明显区别。结论 IGF-1对OB的促同化作用依赖于OC的参与,两种细胞间的联系可能是通过可溶性的细胞因子来完成。     

破骨细胞相关受体研究进展

人破骨细胞相关受体是一种细胞表面分子,属白细胞受体复合物编码的家族成员,广泛表达于破骨细胞、单核细胞、巨噬细胞、单核源树突状细胞等髓系来源细胞,与破骨细胞分化过程中的重要调控因子相互作用,参与破骨细胞分化,在骨代谢中发挥重要作用,受多种因素调节。同时,破骨细胞相关受体与Fc受体γ链特异性结合,调节免疫反应。     

应用颅骨-破骨细胞联合培养体系研究先天性成骨不全破骨细胞骨吸收活性

目的 先天性成骨不全(OI)的主要临床表现为骨矿化过程不良,骨量丢失,骨骼畸形和骨折.但是其发病机理,尤其在其骨再建过程中成骨细胞(OB)及破骨细胞(OC)的功能改变尚不清楚.本实验以先天性成骨不全小鼠模型,oim/oim为基础,应用破骨细胞-颅骨联合培养体系研究OB和OC两种细胞在骨再建过程中的功能改变和相互作用.方法 本实验采用小鼠颅骨(CAL)组织培养模型.本模型采用颅骨组织培养,利用颅骨中成骨细胞可以从颅骨片游离出到培养皿及颅骨表面,从而支持培养皿及颅骨表面前体破骨细胞分化成为成熟破骨细胞,并吸收颅骨产生吸收陷窝.本实验中,共2组颅骨-破骨细胞联合培养体系:(1) 对照组(WT)颅骨与对照破骨细胞(WTCAL-WTOC);(2) OI颅骨与OI破骨细胞(OICAL-OIOC).联合培养颅骨及骨髓组织14日后,以TRAP免疫组化染色方法识别破骨细胞,ALP免疫组化染色方法识别成骨细胞,计算OC/OB.破骨细胞骨吸收活性以颅骨表面骨吸收陷窝占颅骨表面百分比并除以培养系统中的破骨细胞数表达.结果 第14日,OICAL-OIOC组的破骨细胞数低于WTCAL-WTOC组(92.50+23.18/mm2 对比 379.00+ 136.53/mm2,P<0.01); OICAL-OIOC组的OC/OB明显低于WTCAL-WTOC组(0.68+0.57对比1.65+0.67,P<0.01);OICAL-OIOC组OI破骨细胞的吸收能力高于WTCAL-WTOC组(27.76+22.81对比7.32+5.09,P<0.001).结论 oim/oim小鼠破骨细胞-颅骨培养体系中破骨细胞的数目明显减少,成骨细胞支持破骨细胞分化能力减低;但其破骨细胞骨吸收活性明显增强,以代偿成骨细胞功能,维持骨再建过程中成骨过程及骨吸收过程的平衡.     

人工关节磨损颗粒对破骨细胞RANK信号转导系统的影响

本文简要介绍了破骨细胞RANK信号转导系统的最新研究进展,人工关节磨损颗粒对破骨细胞RANK信号转导系统的影响及由此造成的破骨细胞分化、功能和凋亡等方面的变化。     

破骨细胞能量代谢的研究进展

破骨细胞在骨代谢中发挥重要的噬骨功能,其分化成熟和功能发挥对骨代谢具有重要意义.破骨细胞分化和发挥功能阶段都需要能量代谢的参与,能量代谢的异常会导致破骨细胞分化功能的异常,从而导致骨代谢的异常.本文拟从能量代谢的角度综述破骨细胞分化和发挥功能的不同阶段,其主要的能量来源和调控机制.     

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。     

RNA干扰在破骨细胞分子调控应用的研究进展

骨质疏松症及其相关骨疾病由成骨细胞和破骨细胞比例失调造成的,导致骨折,致使平均寿命预期降低,迫切需要新的治疗方法。RNA干扰(RNA interference,RNAi)是一种序列特异性转录后基因沉默技术,可用于调控蛋白质的表达,目前被用作阐明疾病相关基因的工具。破骨细胞是一类由骨髓造血干细胞来源的多核巨细胞,其主要作用是介导骨组织的吸收。目前对破骨细胞生物学特性、分化调控机制以及相关通路的研究比较多,但是关于RNAi在破骨细胞分子调控方面的研究尚缺乏。本文就RNAi在破骨细胞分子调控应用方面的研究作相关综述分析,介绍RNAi技术敲除过度骨吸收的多种分子靶标,为科研使用RNAi对破骨细胞的研究提供参考,以期更好地发展靶向的治疗策略。     

破骨细胞中铁代谢的研究进展

铁作为人体中重要的微量元素之一,其代谢的异常与多种疾病相关。铁稳态的失调会促进破骨细胞的分化,削弱骨骼的强度和密度,从而增加骨质疏松症的发生率。因此,了解铁代谢在破骨细胞中的作用机制,对预防及治疗破骨细胞过度激活导致的骨丢失疾病具有重要意义。笔者拟对铁代谢在破骨细胞中的作用进行综述。     

成骨细胞与破骨细胞间接共培养研究进展

在骨代谢过程中,成骨细胞形成新骨,破骨细胞吸收旧骨,一旦成骨细胞介导的骨基质形成和破骨细胞介导的骨吸收失衡,则会导致骨质疏松症等危害人类健康的疾病产生。因此,不同研究者致力于开发模拟体内环境的成骨细胞与破骨细胞体外共培养模型,以进行骨代谢相关疾病的研究。间接式共培养是通过物理方式将成骨细胞与破骨细胞分隔,使二者可以进行细胞间的交流而不接触,可以针对单一的细胞进行分析,在药物筛选及研究方面,具有高通量和经济便捷等独特的优势,本文对成骨细胞和破骨细胞的间接共培养技术进行归纳和总结。     

铁蓄积在破骨细胞增殖分化作用中的研究进展

破骨细胞是人体唯一具有骨吸收功能的细胞,在骨修复重建过程中发挥着不可代替的作用。近年研究发现铁蓄积与破骨细胞增殖分化异常密切相关,铁蓄积通过产生大量活性氧,激活下游丝裂原活化蛋白激酶与核因子-κB通路,诱导破骨细胞的增殖分化,从而引起骨量丢失,削弱骨骼强度。本文就铁蓄积调控破骨细胞增殖分化的相关机制进行综述。     

骨质疏松进程中破骨细胞能量代谢重编程研究进展

骨质疏松症是一种成骨细胞和破骨细胞之间失衡造成的代谢性骨病。破骨细胞通过吸收葡萄糖、脂肪酸、氨基酸等产生的能量,并分化激活代谢程序。代谢重编程产生能量以支持单核前体细胞向多核破骨细胞的表型改变,并促进骨吸收,这是终末分化成熟破骨细胞主要的功能,所有代谢途径紧密联系。因此研究不同能量、不同环境下,破骨细胞代谢重编程具有重要的意义。     

兔原代破骨细胞与鼠单核细胞诱导破骨细胞的形态学观察及比较分析

目的 通过提取新生兔骨髓破骨细胞及诱导鼠单核细胞破骨分化,比较原代破骨细胞与诱导形成的破骨细胞之间的形态差异,阐明单核细胞-破骨分化融合过程中的阶段变化特点。方法 取2～4 d龄新西兰乳兔骨髓细胞,贴壁法富集原代破骨细胞。取6～8周龄SD大鼠骨髓细胞,M-CSF与RANKL诱导单核细胞破骨细胞分化。HE染色,Actin-red、Lyso-tracker Green、TRAP染色分别对细胞骨架、溶酶体、抗酒石酸酶进行观察。结果 兔原代破骨细胞贴壁速度快,呈现多核(10～50个）煎饼状外观,溶酶体荧光染色呈现强阳性,抗酒石酸酶染色阳性;鼠单核细胞诱导形成的巨噬细胞,贴壁过程较慢,表现为胞质逐渐伸展,细胞折光性逐渐降低,胞浆嗜酸性,溶酶体荧光染色强阳性,细胞内肌动蛋白微丝分布散在。诱导后期TRAP阳性的单核破骨细胞,部分细胞发生融合形成胞质紧贴皿底,形态巨大的多核,细胞骨架染色可呈现典型的“封闭环”样结构。结论 兔原代破骨细胞与鼠单核细胞诱导形成的破骨细胞形态具有一定相似度,但后者诱导过程中细胞形态变化大,形态复杂多变,在诱导早期阶段可借助细胞光镜下的形态特征,溶酶体荧光染色及细胞骨架染色与杂细胞-间充质细胞鉴别。     

Isolation of highly enriched rabbit osteoclasts from collagen gels: A new assay system for bone-resorbing activity of mature osteoclasts

When unfractionated rabbit bone cells were seeded and incubated on a collagen gel, tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP)-positive multinucleate cells (MNCs) adhered to the surface of the collagen gel more readily than other types of cells. Based on the differences in adherence of the MNCs onto the collagen gel, we developed a new method for the isolation of functionally mature osteoclasts with high purity. Sequential treatments with pronase E/EDTA and collagenase at a low concentration (0.01%) released most of the nonosteoclasts from the gel surface, whereas only MNCs still remained on the surface. After washing off the released cells, we could harvest a cell population highly enriched for osteoclasts from the collagen gel by a second digestion with collagenase. The yield of TRAP-positive MNCs was 40000–50000 cells per long bones from one rabbit. The purity of the TRAP-positive MNCs was reproducibly more than 95%. These cells, cultured on dentine slices, showed typical ultrastructural features of osteoclasts, i.e., a highly developed ruffled border and clear zone, and they excavated the dentine to form pits. In addition, the isolated MNCs showed specific binding to calcitonin. The dentine-resorbing activity appeared as early as 2h after plating and reached a plateau at 24h. The pit area increased in direct proportion to the number of osteoclasts plated. Calcitonin inhibited the dentine-resorbing activity, but parathyroid hormone or 1,25-dihydroxyvitamin D₃ [1,25(OH)₂D₃] did not have any effect on it. Though these cells exhibited dentine-resorbing activity even in the absence of any support from stromal cells, this activity was enhanced by rabbit stromal cells in response to 1,25(OH)₂D₃. In addition, these stromal cells elongated the life span of the isolated osteoclasts without 1,25(OH)₂D₃. To assess the functions of authentic osteoclasts, we can now culture highly purified and functional osteoclasts under the desired conditions and in controlled cell numbers. This isolation method is also applicable to numerous molecular studies.     

IL-6对RAW264. 7细胞成熟分化的体外实验研究

目的探讨研究白介素-6(Interleukin-6,IL-6)对核因子NF-κB受体活化因子配体(Receptor activator of nuclear kappa B ligand,RANKL)及对破骨前体细胞的成熟分化和溶骨效应。方法破骨前体细胞RAW264.7细胞经50ng/mL RANKL诱导1 d后将其分为:1、空白对照组(RANKL+PBS)2、低浓度IL-6组(RANKL+50ng/mL IL-6)3、中浓度IL-6组(RANKL+100ng/mL IL-6)4、高浓度IL-6组(RANKL+150ng/mL IL-6)。连续培养9 d后,进行HE染色检测成熟破骨细胞生成量;通过抗酒石酸酸性磷酸酶(Tartrate resistant acid phosphatase, TRAP)染色法观察TRAP阳性多核细胞的情况;运用扫描电镜检测破骨细胞在骨片上的骨吸收陷窝形成情况。结果 HE染色中,成熟破骨细胞生成量中、高浓度IL-6组明显少于低浓度IL-6组(P0.05),低浓度IL-6组和空白对照组间无明显差别(P0.05)。②通过TRAP染色后,经染色阳性区域面积与视野面积的百分比计算,中、高浓度IL-6组与明显少于低浓度和空白对照组(P0.05)。③扫描电镜观察发现骨吸收陷窝面积与视野面积的百分比随着IL-6浓度的增高,相比空白对照组有显著减少,且高浓度IL-6组中陷窝形成最少(P0.05)。结论 IL-6能直接作用于经RANKL诱导的RAW264.7细胞,能明显抑制破骨细胞激活分化,并降低破骨细胞所致的骨吸收效应。当IL-6浓度超过50ng/mL时,其抑制破骨细胞的骨吸收效应更加明显。