1,25(OH)_2D_3对体外诱导培养鸡胚破骨细胞的影响

为了研究1,25(OH)2D3对体外诱导培养鸡胚破骨细胞的作用,从18日龄鸡胚长骨(股骨和胫骨)分离骨髓细胞进行培养,在培养过程中分别添加10-7,10-8和10-9mol/L的1,25(OH)2D3。通过倒置显微镜观察其活体形态,对培养1,3,5,7 d的破骨细胞进行抗酒石酸酸性磷酸酶染色(TRAP)鉴定,培养7 d后进行骨吸收陷窝和功能分析。结果显示,10-8mol/L组除第1天和其他各组差异不显著以外,第3,5,7天诱导所生成的破骨细胞的数量都显著高于10-7和10-9mol/L这2组(P0.05),极显著高于对照组(P0.01)。经扫描电镜观察,无论是吸收陷窝面积还是陷窝吸收程度,10-8mol/L组均显著高于其2组;对照组无明显陷窝。由此可知,1,25(OH)2D3能诱导鸡胚骨髓细胞形成破骨细胞,且浓度为10-8mol/L时效果最好,所诱导的破骨细胞活性较高。     

TNF-α/IL-1α机制对破骨细胞形成和活化的影响

为了探讨肿瘤坏死因子α(TNF-α)/鼠重组白介素-1α(IL-1α)是否能独立于RANKL/RANK/ OPG机制之外直接刺激破骨细胞(OC)的形成和活化.提取4周龄C57雌性小鼠脾细胞,加入鼠巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)TNF-α(±IL-1α)进行体外培养,同时加入骨保护素(OPG)和可溶性NF-κB受体活化子配体(sRANKL)以区别RANKL/RANK/OPG机制.通过OC形态学观察、抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色、骨吸收陷窝方法鉴定OC的形成和活化水平.结果显示:TNF-α(±IL-1α)能诱导睥细胞融合产生TRAP阳性的多核细胞并在象牙片上产生吸收陷窝,加入OPG不能阻断其诱导破骨细胞形成和产生骨吸收陷窝.结果表明:在MCSF存在的情况下,TNF-α以一种独立于RANKL/RANK/OPG之外的机制诱导破骨细胞的形成和活化,而且IL-1α能显著促进TNF-α的诱导作用(P＜0.05).     

2种方法诱导形成的破骨细胞特性比较

采集ICR小鼠骨髓单核细胞在体外培养过程中加入25.0 μg/L M-CSF+50.0 μg/L RANKL诱导形成破骨细胞,同时选择RAW264.7细胞培养过程中添加100.0 μg/L RANKL诱导分化为破骨细胞.通过检测抗酒石酸碱性磷酸酶(Tartrate resistant acid phosphatase,TRAP)染色阳性数及骨吸收陷窝,比较小鼠骨髓单核细胞和RAW264.7细胞株诱导形成的破骨细胞活性.结果显示,小鼠骨髓诱导的细胞TRAP阳性数显著低于RAW264.7细胞株(P＜0.05),而小鼠骨髓诱导的破骨细胞所形成骨吸收陷窝的面积显著大于RAW264.7细胞株(P＜0.05).结果表明,2种方法均可诱导形成具有典型特征的破骨细胞,骨髓单核细胞诱导形成的破骨细胞活性更强,但破骨细胞的数量和纯度明显低于RAW264.7细胞株.     

破骨细胞分化因子可诱导鸡骨髓细胞形成破骨样细胞

研究了鸡破骨细胞分化因子（Chicken osteoclast differentiation factor，chODF）体外诱导鸡骨髓细胞形成破骨样细胞的能力。在无菌条件下取鸡股骨和胫骨，收集骨髓细胞。试验分设A、B、C、D、E、F、G7组。A组为对照组，不加细胞因子，其他各组为试验组，其中B组仅加chODF，C组只加巨噬细胞集落刺激因子（Macrophage-colony-stimulatingfactor，M-CSF），D、E和F组同时加不同浓度的chODF和M—CSF，G组同时加chODF、M-CSF和鸡护骨素（Chicken osteoprotegerin，chOPG）。通过抗酒石酸盐酸性磷酸酶（Tratrate-resistant acid phosphatase，TRAP）、HE、骨吸收陷窝甲苯胺蓝染色和显微、超微检查，观察和鉴定破骨样细胞（Osteoclastlikecell，OLC）的形成。结果表明，chODF可诱导形成典型的OLC，骨吸收陷窝清晰可见，其陷窝面积大，数量多，且TRAP阳性多核细胞的数目与ODF的浓度呈正相关，多组比较其差异显著（P〈0．05），但若加入chOPG，则阻断了OLC的形成和骨吸收。本试验建立了一种鸡骨髓细胞诱导破骨样细胞方法，既为体外研究鸡破骨细胞的分化发育和功能调节创造了条件，也为进一步研究OPG／ODF／RANK（NF-κB受体，Receptoractivator of NF-κB）在蛋鸡骨质疏松症等骨骼疾病的作用机制提供理论基础。     

维生素D介导鸡BMSCs和BMMs共培养体系中破骨细胞的形成

为探究1α, 25-(OH)_2D_3对鸡骨髓间充质干细胞(BMSCs)和骨髓单核巨噬细胞(BMMs)体外共培养体系中破骨细胞(OC)形成的影响,笔者对1α, 25-(OH)_2D_3处理后的细胞进行抗酒石酸酸性磷酸酶染色(TRAP)、骨吸收功能鉴定、OC标志基因mRNA和蛋白表达的检测。结果表明:1α, 25-(OH)_2D_3能够上调BMSCs中核因子κB受体活化因子配体(RANKL)的表达,下调骨保护素(OPG)的表达。1α, 25-(OH)_2D_3处理共培养细胞5 d,OC数目较对照组明显增多,骨吸收活性较对照组极显著增强,基质金属蛋白酶9(MMP-9)、Ⅱ型碳酸酐酶(CAⅡ)、组织蛋白酶K(CtsK)及TRAP等标志性蛋白的mRNA和蛋白表达极显著高于对照组(P0.01),其中10~(-8) mol·L~(-1) 1α, 25-(OH)_2D_3效果最明显。结果表明,10~(-8) mol·L~(-1) 1α, 25-(OH)_2D_3能够介导鸡BMSCs和BMMs共培养体系中OC的形成,该OC具有骨吸收活性,为进一步研究OC在家禽骨骼及钙磷代谢紊乱性疾病中的作用机制奠定基础。     

骨保护素和核因子κB受体活化因子配基对体外培养鸭破骨细胞的影响

探讨了核因子κB受体活化因子配基(Receptor activator of NF-κB ligand,RANKL)和不同浓度骨保护素(Os-teoprotegerin,OPG)对鸭破骨细胞(Osteoclasts,OC)生成和活化的影响.从7日龄内番鸭长骨骨髓分离破骨细胞,添加1,25-(OH)2D3进行诱导培养15 h后,更换含不同细胞因子的培养液(对照组:不加细胞因子;30 μg/LsRANKL组;30 μg/L sRANKL+10 μg/L OPG组;10μg/L OPG组;50 μg/L OPG组;100 μg/L OPG组),继续培养.倒王显微镜进行OC形态学观察,比较各组培养3 d后抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)阳性OC数量、培养7 d后扫描电镜观察象牙片吸收陷窝.结果表明:50 μg/L OPG组、100μg/L OPG组OC数均极显著少于10 μg/LOPG组(P<0.01);添加OPG组OC数均极显著少于30μg/L sRANKL组(P<0.01),象牙片吸收陷窝随OPG添加浓度的增加而减少,面积减小,陷窝深度变浅.RANKL能够促进OC的生成及活化,而OPG可与RANKL竞争性地结合RANK抑制OC的生成和活化,从而抑制OC的骨吸收.     

番鸭破骨细胞骨髓诱导培养体系的建立

无菌分离、冲洗7日龄内番鸭长骨骨髓,收集、培养破骨细胞（Osteoclasts,OC）。培养过程中对照组不添加钙、磷因子,试验组加入不同浓度比例的钙磷双因子（Ca∶P分别为2∶1、1∶1、1∶2）,进行破骨细胞骨髓诱导培养。倒置显微镜观察细胞形态,于培养1、3d进行抗酒石酸酸性磷酸酶染色（TRAP）计数,培养7d后扫描电镜观察象牙片吸收陷窝。结果显示,培养3d时试验组TRAP阳性细胞均多于对照组,差异极显著（P〈0.01）;试验2∶1组与1∶1组差异不显著（P〉0.05）,其余各组间均差异极显著（P〈0.01）;扫描电镜观察,象牙片吸收陷窝程度与钙磷比例大小（2∶1、1∶1、1∶2）成反比。当钙磷比例为1∶2时,破骨细胞数量最多,功能活跃。结果表明,鸭破骨细胞骨髓诱导培养体系已成功建立。     

番鸭破骨细胞的培养及鉴定

分离7日龄内番鸭长骨破骨细胞（osteoclast,OC）,倒置显微镜观察其活体形态。培养1、3、5、7d进行抗酒石酸酸性磷酸酶染色（TRAP）,培养7d后进行骨吸收陷窝定量分析,观察番鸭OC数量、体外生存时间以及骨吸收功能。结果显示,倒置显微镜下观察,OC为多核巨细胞,有伪足并借助伪足的凹凸伸缩而改变形态、运动行走。玻片上OCTRAP染色阳性,培养7d的象牙片上产生明显吸收陷窝。直接分离OC的数量随培养时间延长而减少,单核细胞融合而成的OC数量随培养时间延长而增加;分离培养的鸭OC具有骨吸收活性,TRAP染色阳性。     

钙磷对体外培养SD大鼠破骨细胞生成和活化的影响

通过成骨细胞与脾细胞共培养，在体外诱导脾细胞转化为破骨细胞，转化过程中分别加入3、5mmol／L的钙或磷及不同比例的钙、磷，设不添加钙、磷因子对照。经形态学观察、抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP）染色计数、扫描电镜观察象牙片吸收陷窝研究钙、磷因子对大鼠破骨细胞生成和活化的影响。结果表明，培养液中钙、磷浓度分别为3、5mmol／L时对破骨细胞的生成及活化均有显著抑制作用（P〈0．05），5mmol／L Ca对破骨细胞生成活化的抑制与对照组差异极显著（P〈0．01）。Cca：Cp=2：1组对破骨细胞生成和活化的抑制作用最强。证实钙、磷通过抑制破骨细胞的生成和活化抑制破骨细胞的骨吸收活性。     

鸭胚与小鼠的破骨细胞特性比较

本文分别采集鸭胚与小鼠的破骨细胞(osteoclast,OC),通过检测TRAP阳性细胞数及骨吸收陷窝面积,比较鸭胚与小鼠的OC形态、数目及活性。结果表明,鸭胚OC形状不规则、体积较大、核多且主要分布于胞质,而小鼠OC形状较规则、体积小、核多且大多分布于细胞边缘;随机选取视野中,鸭胚与小鼠OC数差异不显著;而鸭胚OC骨吸收陷窝面积显著大于小鼠OC骨吸收陷窝面积(P0.05)。表明鸭胚与小鼠OC均具有OC的普遍特征,但两者在骨吸收活性方面存在差异。     

两种方法所获鸭破骨细胞数量及活性比较

对直接从鸭骨髓腔机械分离的成熟破骨细胞（osteoclasts,OC）和由鸭骨髓来源单核细胞融合成的OC样多核巨细胞（multinucleatedgiantcells,MNGCs）进行培养,分别进行抗酒石酸酸性磷酸酶（tartrate-resistantacidphosphatase,TRAP）染色并计数,扫描电镜观察象牙片吸收陷窝,比较了2种方法获得0C的骨吸收功能。结果显示,2种方法均能分离培养出TRAP阳性且具有骨吸收功能的多核OC,但直接分离获得的成熟OC骨吸收功能更强。     

IGF-1体外调控奶牛成骨细胞骨保护素和核因子κB受体活化因子配体的表达

为了研究胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factor,IGF-1)对奶牛成骨细胞骨重建相关因子表达的影响,探讨IGF-1对奶牛成骨细胞形成-吸收的作用,试验采用体外分离培养奶牛成骨细胞,用改良Gomori钙钴法染色鉴定,再以0,1,10,50,100 ng/mL人重组胰岛素样生长因子-1(recombinated human insulin-like growth factor-1,rhIGF-1)干预培养5 d后,半定量RT-PCR法检测成骨细胞骨保护素(osteoprotegerin,OPG)和核因子κB受体活化因子配体(receptor activator of nu-clear factor-κB ligand,RANKL)mRNA的表达,ELISA检测细胞培养上清液OPG蛋白水平。结果表明:1~100 ng/mL rhIGF-1干预5 d,OPG、RNAKL mRNA表达均较未干预组增加,10,50,100 ng/mL组OPG/β-actin、RANKL/β-actin比值显著高于未干预组(P0.05),且在1~100 ng/mL浓度范围内,rhIGF-1呈剂量依赖方式上调OPG蛋白表达,其中10,50,100 ng/mL干预组与未干预组差异显著(P0.05)。说明IGF-1调控奶牛成骨-破骨细胞介导的形成-吸收偶联,促进骨形成,这可能是IGF-1参与奶牛骨代谢性疾病的重要机制之一。     

氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸对破骨细胞自噬和分化的影响

为了探究氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(AICAR)对破骨细胞自噬及分化能力的影响,以BALB/c小鼠骨髓巨噬细胞诱导分化形成的破骨细胞为研究对象,添加0.5 mmol·mL~(-1)AICAR(AMPK激活剂)处理4 h后,抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色鉴定破骨细胞;CCK-8法检测破骨细胞存活率;高内涵系统分析TRAP~+细胞比率、面积、荧光强度及圆度;蛋白免疫印迹(Western blot)和荧光定量聚合酶链式反应方法(qRT-PCR)检测AMPK、NFATc1、c-Fos、CTSK、TRAP、(LC3-Ⅱ)、ATG5、Beclin1、p62的mRNA和蛋白水平;激光共聚焦显微镜观察EGFP-pmCherry-LC3荧光聚点。结果显示,通过30 ng·mL~(-1)M-CSF和60 ng·mL~(-1)RANKL诱导分化4 d的细胞TRAP染色后大部分呈阳性且细胞核数目≥3。AICAR处理后,与对照组相比,细胞存活率无显著差异(P0.05),但细胞面积、TRAP~+(细胞核数目≥3)细胞率、TRAP荧光强度显著下降(P0.05)。AICAR组破骨细胞c-Fos、TRAP(P0.01)、p62(P0.05)的mRNA水平显著下降,LC3、ATG5的mRNA水平显著升高(P0.05)。AICAR处理致AMPKα蛋白磷酸化水平极显著升高(P0.01),NFATc1、c-Fos、CTSK、p62(P0.01)和TRAP(P0.05)蛋白表达量显著下调,LC3-Ⅱ、ATG5和Beclin1蛋白表达水平极显著上调(P0.01)。转染LC3质粒结果显示AICAR处理后LC3黄色及红色荧光聚点数目增多,绿色荧光聚点数目减少。结果表明0.5 mmol·mL~(-1)AICAR作用4 h可激活破骨细胞AMPKα,增强破骨细胞的自噬水平,但抑制了破骨细胞的分化。     

磷对体外培养番鸭破骨细胞生成及骨吸收功能的影响

本试验旨在观察磷对体外培养番鸭破骨细胞(OC)生存、生成以及骨吸收功能的影响.分离1日龄番鸭长骨骨髓细胞,培养过程中分别加入不同比例的NaH2PO4、10-8 mol/L 1,25-(OH)2D3二因子、不同浓度的NaH2PO4单因子.倒置显微镜观察细胞形态,更换含磷培养液后6 h、12 h、18 h、24 h、30 h和7 d进行抗酒石酸酸性磷酸酶染色(TRAP),分别进行OC计数、形态观察;培养30 h内吖啶橙染色,观察OC凋亡情况,7 d后扫描电镜观察象牙片吸收陷窝情况.结果表明:在同一时间点,添加磷培养液均能抑制1,25-(OH)2D3诱导产生OC,并抑制OC的骨吸收活性,抑制程度与磷浓度成正比,3、5和7 mmol/L组OC数量均极显著少于对照组(P＜0.01);5 mmol/L组OC数量极显著少于3 mmol/L组(P＜0.01);5 mmol/L组与7 mmol/L组差异不显著;更换含磷液培养12、18、24和30 h,均可见磷含量达3 mmol/L时OC数量均极显著少于对照组(P＜0.01),磷浓度相同组,OC数量随着培养时间的延长而减少.添加磷培养液能够抑制体外诱导培养OC的生成及骨吸收活性,抑制体外培养成熟OC的生存.     

前组织蛋白酶原K调节骨吸收的研究进展

前组织蛋白酶原K(cathepsin K)属于溶酶体半胱氨酸蛋白酶中的番木瓜蛋白酶超家族成员,在骨吸收过程中起到相当重要的作用.它可以降解包括I型胶原蛋白、骨桥蛋白、骨结合素等在内的骨基质蛋白.细胞核因子κB受体活化因子配基(RAN-KL)等一系列因子通过不同的途径调节前组织蛋白酶原K的表达.本文将对前组织蛋白酶原K的结构特征、在骨吸收过程中所起的作用、基因表达调控及相关疾病做一综述.     

不同钙磷比例对体外培养番鸭破骨细胞生成及骨吸收功能的影响

从1～7日龄番鸭长骨骨髓分离破骨细胞（Osteoclasts，OC）进行培养，培养过程中添加不同摩尔浓度比例的钙磷双因子（CCa：Cp为2：1、1：1、1：2）。倒置显微镜观察细胞形态，于培养第1、3天进行抗酒石酸酸性磷酸酶染色（TRAP），培养7d后扫描电镜观察象牙片吸收陷窝，研究不同钙磷比例对番鸭OC生成及骨吸收功能的影响。结果显示，培养第3天时试验组TRAP阳性细胞多于对照组，差异极显著（P〈0．01）。试验组中除CCa：Cp=1：1组与CCa：Cp=2：1组之间无显著差异外（P〉0．05），其余各组间差异均极显著（P〈0．01）。扫描电镜观察，象牙片吸收陷窝程度与钙磷比例大小（CCA：Cp为2：1、1：1、1：2）成反比。证实合适比例的钙、磷（CCa：CP=2：1）通过抑制OC生成和活化，抑制OC的骨吸收活性。     

低水平镉暴露对破骨细胞分化的影响

为研究低水平镉(Cd)暴露对破骨细胞(osteoclast,OC)分化的影响,试验以RAW264.7细胞(单核巨噬细胞系)为材料,在巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)和核因子κB受体活化因子配体(RANKL)存在的条件下,用不同浓度Cd处理4 d;利用CCK-8法检测破骨细胞及其前体细胞活性变化,抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色试验观察破骨细胞生成,激光共聚焦显微镜观察破骨细胞形态变化,蛋白免疫印迹(Western blot)技术和荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)检测破骨细胞标志性蛋白及其mRNA水平。结果显示,随着Cd浓度升高,细胞活力受到明显的抑制(P<0.01),并呈浓度-效应关系;与对照组相比,破骨细胞产生的数目和面积均显著或极显著下降(P<0.05或P<0.01);2、5μmol·L^-1 Cd处理组破骨细胞封闭带的形成均受到抑制;2和5μmol·L^-1 Cd处理组破骨细胞特异性蛋白及其mRNA表达量均显著或极显著下降(P<0.05或P<0.01),并呈剂量依赖性。结果表明,低微摩尔水平镉暴露能够抑制破骨细胞的分化。     

骨保护素对破骨细胞活性的影响

旨在探讨骨保护素(osteoprotegerin,OPG)对破骨细胞(osteoclast,OC)活性的影响.采用小鼠原代OC模型,在体外培养的基础上添加不同浓度OPG,通过TRAP阳性细胞计数、细胞骨架F-actin染色、骨吸收功能检测等手段,观察OPG对体外培养OC的作用.结果发现,OPG能够直接作用于OC,减少其数量,破坏其F-actin环,减弱其骨吸收活性,且随OPG浓度的增加,对OC的影响更加明显.结果表明,OPG能够减少OC数量并抑制其骨吸收活性,呈现剂量效应.     

RhoU基因沉默对破骨细胞分化的影响

为了研究RhoU(Wrch1)在破骨细胞(osteoclast,OC)分化过程中的作用及其机理,试验以RAW 264.7细胞(单核巨噬细胞系)为基础材料,分别转染阴性慢病毒和siRhoU慢病毒并建立稳定的细胞系;在巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)和核因子κB受体活化因子配体(RANKL)存在的条件下,阴性对照组和RhoU沉默组细胞系分别诱导3或4 d。采用荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)技术检测RhoU和破骨细胞标志性mRNA的表达,蛋白免疫印迹(Western blot)技术检测RhoU和破骨细胞标志性蛋白的表达,抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色观察OC的形成,激光共聚焦显微镜观察OC及其前体细胞的形态变化。结果显示,与阴性对照组相比,RhoU沉默组RhoU基因mRNA和蛋白表达量极显著降低(P0.01);OC形成的数量和面积极显著减少(P0.01);OC前体细胞丝状伪足形成受阻,破骨细胞缺乏完整的封闭带;OC特异性基因mRNA和蛋白表达量均显著或极显著下降(P0.01或P0.05),而TRAP基因mRNA变化不显著(P0.05)。综上表明,沉默RhoU基因能抑制破骨细胞的分化,抑制前体细胞丝状伪足的形成进而影响其融合可能是其主要原因。     

Cbfa1对成骨细胞调控作用的研究进展

核心结合因子α1(Cbfa1),是成骨细胞发生和分化的特异性转录因子。Cbfa1/p56能激活T细胞特异性基因表达,Cbfa1/p57的超表达能诱导多潜能间充质干细胞向成骨细胞表型分化,并激活骨钙蛋白、I型胶原蛋白、骨桥蛋白、骨唾液蛋白等成骨基因转录。Cbfa1基因反义寡核苷酸则阻止OB分化和骨化形成,如果Cbfal基因缺失,将导致形成以破骨细胞、软骨细胞和软骨组织为主而缺乏成骨细胞的骨骼系统。骨形态发生蛋白、转移生长因子、肿瘤坏死因子α、成纤维细胞生长因子2、甲状旁腺激素、糖皮质激素地塞米松和l,25(OH)2D3等因子可上调或抑制Cbfal的表达,在骨的发育和组织钙化过程中起着重要的调节作用。