破骨细胞骨吸收功能的检测方法

破骨细胞是一种多核的,具有骨吸收功能的骨组织细胞,在骨吸收过程中起着至关重要的作用.破骨细胞骨吸收功能的异常会引发一系列的临床病症,如骨质疏松症、关节置换术后假体松动、骨硬化症和牙周病变等.破骨细胞骨吸收功能的进一步研究对于各类骨疾病的防治具有重要的意义.然而破骨细胞骨吸收功能的检测方法一直以来是制约破骨细胞研究的瓶颈之一.为此,围绕破骨细胞骨吸收功能的检测方法做一综述.     

骨细胞的生物学功能

骨细胞是骨组织中含量最丰富、存活时间最长的细胞。通过细胞突触,骨细胞保持了彼此间以及与骨基质表面其他类型细胞的联系,构成了动态的、功能活跃的骨稳态细胞调控网络。骨细胞可以直接感受机械刺激,将其转化为生化信号并传递到其他细胞,同时,骨细胞还可分泌多种功能蛋白,协同指导骨重建。骨细胞是骨组织中信号传递的桥梁枢纽,也是体内矿物平衡和胞外微环境的重要调节者。完整的骨细胞网络结构是维持骨组织正常功能的关键。     

机械应力对破骨细胞影响的研究进展

破骨细胞是骨组织成分的一种,由多核巨细胞组成,是人体内唯一行使分解吸收骨质功能的细胞。它与成骨细胞在功能上相对应,在维持骨细胞动态平衡中具有重要作用。机械应力具有促进成骨细胞的增殖与分化、减少骨细胞凋亡并提高骨细胞的生存能力等作用。已有研究表明,机械应力作用于破骨细胞能够降低破骨细胞活性、抑制骨吸收。破骨前体细胞与未成熟的破骨细胞在机械应力刺激下分化为成熟破骨细胞的能力有所不同,机械应力强度与作用时间对破骨细胞的活化能力影响与有差异。该文就常见的微重力、压应力、牵张力与流体剪切力对破骨细胞分化能力的影响进行综述。     

细胞共培养技术在骨组织生物学中的应用

骨组织不同细胞相互交织构成了复杂的网络结构,通过旁分泌和间隙连接途径相互传递信号,调节了个体发育的骨重塑和成体的骨重建过程。细胞共培养技术是研究细胞间相互作用的重要手段,目前主要有接触式和非接触式两种。就骨组织而言,由于骨细胞(osteocyte)在力学感知及调节骨重塑/重建平衡中的中心枢纽作用,建立适宜于骨细胞与骨组织其他细胞间的共培养技术,对于骨组织基础生物学的研究具有重要意义。该文就当前应用于骨组织生物学中的细胞共培养技术进行综述。     

运动介导microRNAs调控骨代谢的研究进展

运动改善骨代谢,促进骨骼生长发育,缓解骨量流失的作用已被广泛证实。在骨代谢中,微小RNA(microRNAs,miRNAs)广泛参与骨髓间充质干细胞、成骨细胞及破骨细胞等骨组织细胞的增殖及分化,通过靶向作用于相关成骨因子或骨吸收因子调控骨形成与骨吸收之间的平衡,在骨代谢的调控中发挥重要作用。近年的研究表明,调控miRNAs是运动或机械应力促进骨代谢正平衡的途径之一,运动能够诱导骨骼中miRNAs差异表达,进而调控相关成骨因子或骨吸收因子的表达,进一步加强运动的促成骨效应。本综述总结了运动介导miRNAs调控骨代谢的相关研究进展,为骨质疏松的运动防治提供理论基础。     

对骨细胞生物学功能的最新认识

骨细胞长久以来都被看作是一种终末分化的、代谢隋性的、深埋在骨基质之中的占位细胞．并不具有重要的生理作用和功能。然而近些年的研究发现,骨细胞是一种活跃的多功能细胞,参与机体诸多生物学过程的调控。骨细胞的生物学功能可以大致归纳为以下六类：调节骨重建平衡、感知和转导力学刺激、参与机体的神经-内分泌调节、与肌肉组织有密切的相互作用、降解与合成骨基质及调控骨组织内储存的钙和其他生物活性物质。     

骨细胞新发现有助治疗白血病

骨细胞是成熟骨组织中的主要细胞,对骨吸收和骨形成都起作用,是维持成熟骨新陈代谢的主要细胞。日本研究人员在动物实验中发现,骨细胞不仅形成骨骼,还控制着骨髓内造血干细胞的活动。     

骨细胞微环境仿生模拟技术

骨细胞是生长于骨组织中的重要功能性细胞,承载着力学感知、骨重建平衡、机体矿物质代谢和内稳态调节等多种重要功能.骨陷窝-骨小管网络系统为骨细胞生长和功能发挥提供了稳定的结构微环境,骨基质的主要成分Ⅰ型胶原蛋白和羟基磷灰石是骨细胞黏附、细胞与细胞以及细胞与细胞外基质相互作用的生化微环境基础.而骨细胞多种生理功能的发挥离不开其对周围力学微环境变化的感知与响应.此外,骨细胞对周围环境非常敏感,微环境结构、生化组成和力学刺激的变化会对骨细胞结构和功能产生较大影响.因此,在微环境基础上研究骨细胞的结构和功能,是阐明骨细胞力学感知机制、发现骨细胞新的生物学功能的前提.然而,骨陷窝-骨小管网络系统复杂的结构和坚硬的质地,给在体研究带来了很大的困难.体外构建骨细胞仿生微环境成为骨细胞结构功能研究的必经之路.本文系统介绍了骨细胞的结构、生化和力学微环境,回顾了体外骨细胞微环境仿生模拟技术的最新进展,旨在为骨基础生物学、组织工程和再生医学的发展提供参考.     

生物力学因子YAP/TAZ与骨代谢的关系

运动等机械负荷在骨骼内由局部信号转化为生化信号参与调控骨代谢进程。机械指令借助可感知应力刺激的转录共激活因子YAP/TAZ得以在细胞核中发挥效用,这一发现揭示了力学传导驱动生理、病理状态下的细胞行为学原理。近期研究证实,YAP/TAZ与Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)、Notch等骨代谢通路之间存在串话现象,并影响多种骨组织细胞的分化及功能。深入探讨YAP/TAZ在骨代谢过程中的机制作用,对于骨组织疾病的预防和治疗具有重要意义。该文从YAP/TAZ对机械应力的感知作用入手,分析YAP/TAZ与Wnt/β-连环蛋白、Notch通路的相关性,并对其在骨组织细胞领域的研究进行概述。     

OPG/RANKL/RANK系统与骨破坏性疾病

近年来发现的OPG/RANKL/RANK系统在破骨细胞生成中起着至关重要的作用,是骨骼生理研究领域的重大进展。成骨细胞、骨髓基质细胞、激活的T淋巴细胞表达RANKL,与破骨细胞前体细胞或成熟破骨细胞表面上的RANK结合后,促进破骨细胞的分化及骨吸收活性。成骨细胞及骨髓基质细胞分泌表达OPG可与RANKL竞争性结合,从而阻断RANKL与RANK之间的相互作用。体内多种激素或因子通过影响骨髓微环境内的OPG/RANKL比率来调节骨代谢。此外,乳腺上皮细胞表达有RANK,孕期在性激素的诱导下可表达RANKL,OPG/RANKL/RANK系统在孕期乳腺发育以及母体向胎儿的钙转运过程中发挥重要作用。阻断RANKL/RANK通路有望给骨质疏松、类风湿关节炎及癌症骨转移等骨破坏性疾病的治疗开辟新的途径。进一步研究应了解OPG/RANKL/RANK系统与其它信号传导途径的关系,重视骨骼、免疫及内分泌系统之间的相互作用。目前,开发与OPG功能相似或促进其表达的合成药物有可能成为具有良好经济效益和社会效益的产业。