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。     

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.     

OPG／OCIF的结构、表达及功能

OPG/OCIF是一种分泌蛋白,属于TNFR超家族新成员,由受成骨信号刺激的成骨细胞表达和分泌,在破骨细胞分化时起信号传导作用。作为OPGL的伪受体,在破骨细胞分化环路中起负调节作用,抑制破骨细胞形成,促进成骨。OPG转基因模型显示广泛的骨密度增高,全身给药可以防止卵巢切除模型的骨丢失,对OPG的认识揭开了多种调节破骨细胞分化因子的最终作用,也为临床治疗骨代谢疾病提供了新的依据。     

破骨细胞伪足小体的结构和功能

破骨细胞是一种由造血干细胞分化而来的具有骨吸收功能的多核细胞。破骨细胞的骨吸收功能与其肌动蛋白骨架的完整性有关。研究表明,破骨细胞肌动蛋白骨架的基本结构为伪足小体（podosome）。在破骨细胞分化的不同阶段,伪足小体呈现不同的形态结构。伪足小体的形成过程及结构完整性直接影响着破骨细胞的分化及其骨吸收活性。深入研究伪足小体的结构和功能可为探索破骨细胞的骨吸收机制和寻找骨骼疾病药物作用靶点提供新的思路。该文将围绕破骨细胞伪足小体的结构、功能及其调节机制进行综述。     

RANKL在成釉细胞瘤骨吸收机制中的作用

目的:检测RANKL在成釉细胞瘤(ameloblastoma,AM)组织中的表达情况及探讨RANKL在AM骨吸收机制中的作用.方法:通过免疫组化方法检测RANKL在AM组织中的表达情况;通过建立AM细胞/新生大鼠骨细胞共培养体系,观察AM细胞诱导破骨细胞形成的活性,再以OPG(RANKL的抑制剂)进行干预,观察OPG对AM细胞诱导破骨细胞形成活性的影响.结果:RANKL在AM组织中有恒定的表达;AM细胞能够诱导新生大鼠骨细胞分化为成熟的破骨细胞,但此活性可被OPG明显抑制.结论:AM细胞诱导破骨细胞形成可能是AM骨吸收过程中局部破骨细胞形成的重要来源和机制,而RANKL在此过程中发挥重要作用.     

骨细胞初级纤毛及其在机械信号转导中的作用

骨细胞是矿化骨基质中的唯一细胞,在骨代谢中作为调控的"大脑",调节着成骨细胞的骨形成以及破骨细胞的骨吸收,骨细胞渐渐成为骨代谢研究的重点。然而,骨细胞在骨代谢中感受外界机械与化学信号的机制一直不明确。近年来研究表明,骨细胞初级纤毛(primary cilium)作为一种细胞表面的信号感受器官,不仅是感受外界机械信号刺激的"天线",而且是多种化学信号的受体及信号转导的集合器。本文综述了骨细胞初级纤毛的结构及其伴随细胞周期重建与解体的过程,着重讨论了初级纤毛在骨细胞机械信号以及其他化学信号转导中的作用,并展望了骨细胞初级纤毛的研究趋势。     

动态调节Rad GTPase可以控制骨形成的平衡

小GTP结合蛋白Rad (Ras-related associated with diabetes)是小GTPases的RGK亚家族成员,其在心脏之外的细胞和生理功能仍有待阐明,本研究旨在探讨Rad对小鼠骨密度、破骨细胞分化和骨量的调节作用。本研究以Rad基因敲除小鼠为动物模型,野生(WT)小鼠为对照,通过微计算机断层摄影术(microscopic computed tomography,μCT)分析雄性和雌性小鼠的股骨小梁骨体积分数和骨小梁数量,以抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate resistant acid phosphatase, TRAP)染色和抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)+多核细胞(multinucleated cell, MNC)计数检测破骨细胞的分化和表面积,使用组织形态计量学来考察骨形成速率。结果显示,与WT野生型小鼠相比,雌性Rad基因敲除小鼠的股骨表现出显著较低的小梁骨体积分数(BV/TV)。Rad缺失使小鼠股骨的皮质骨面积明显低于WT小鼠。抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色和TRAP+MNCs计数表明Rad的缺失显著增强了体外破骨细胞的分化。与正常野生小鼠相比,Rad缺失使小鼠的破骨细胞表面积减少。在Rad基因敲除小鼠中矿物沉积率(MAR)显著降低,矿化表面百分比(MS/BS)升高,骨形成速率/骨表面(BFR/BS)下降。本研究初步结论表明,Rad GTPase在骨代谢的调节中起着重要的作用,在小鼠中敲除Rad可导致骨密度降低,对Rad作用和调节机制的研究可能会找到骨质疏松症治疗的潜在靶点。     

尿囊素促进破骨细胞缺陷斑马鱼骨折修复

骨折愈合是一个由多细胞介导的多步骤的严密有序的过程,其中破骨细胞介导的骨重塑在骨折愈合中具有关键作用,其生成减少或者功能障碍不仅导致骨折的易发生,还会引起骨折愈合障碍。但是,目前关于破骨细胞缺陷所致的骨折愈合障碍的研究较少,并且临床上尚缺乏针对破骨细胞缺陷所致骨折愈合障碍的治疗药物。斑马鱼(Danio rerio)骨骼系统中的细胞类型和调节途径与哺乳动物高度相似,使得其被广泛地运用于骨骼相关的研究。为了研究破骨细胞缺陷所致的骨折愈合障碍过程以及寻找有潜力的治疗药物,本研究使用前期建立的fms基因突变斑马鱼(fms^j4e1)构建了体内破骨细胞缺陷骨折模型,结果发现功能性破骨细胞减少可在骨折早期影响骨折的愈合;使用离体鳞片培养系统用于筛选破骨细胞靶向药物,获得了可以激活破骨细胞的小分子化合物尿囊素(allantoin,ALL);随后,在体内fms^j4e1骨折缺陷模型中验证了ALL对破骨细胞的激活作用以及对骨折修复的促进作用;最后,通过对破骨细胞生成和成熟过程的分析,发现ALL可能通过调节RANKL/OPG来促进破骨细胞的成熟,从而促进fms     

小鼠破骨细胞诱导及成纤维生长因子受体表达检测

目的:检测成纤维生长因子受体(fibroblast growth factor receptors,FGFRs)在小鼠破骨细胞中的表达情况,为探讨FGFRs时破骨细胞的直接调控作用奠定基础.方法:采用巨噬细胞集落刺激因子(macrophage colony stimulating factor,M-CSF)和破骨细胞分化因子(receptor activator of nuclear factor-B ligand,RANKL)诱导小鼠骨髓单核细胞分化为破骨细胞.提取细胞总RNA后经逆转录获得小鼠破骨细胞cDNA,根据FGFRs基因编码区序列设计的引物进行PCR扩增并对PCR扩增产物进行测序.为进一步验证转录水平的结果,提取细胞总蛋白电泳后进行免疫印迹实验.结果:诱导5d后可见TRAP( )多核细胞出现,小鼠破骨细胞在转录水平和翻译水平均只可检测到FGFR1和FGFR3基因的表达产物.结论:M=CSF和RANKL可成功诱导出小鼠破骨细胞,FGFR1和FGFR3基因在小鼠破骨细胞中均有表达.     

骨质疏松中破骨细胞活性与其RyR表达的关系研究

目的:研究骨质疏松病理状态下破骨细胞活性的变化与其线粒体表面RyR表达之间的关系。方法:构建骨质疏松SD大鼠模型,2周后取长管骨骨髓血提取破骨细胞,筛选出发育成熟细胞核大于3的破骨细胞,高速离心法分离细胞胞质Cytosol和细胞内质网SR,Western-Blot分析骨质疏松状态下OC表达RyR通道蛋白的变化;进一步用FlaxStation 3分析OC细胞[Ca2+]i释放;最后评测骨质疏松环境下OC细胞活性和骨吸收能力变化。结果:与对照组相比,骨质疏松实验组大鼠OC细胞内质网SR上RyR蛋白表达显著减少;,同时破骨细胞[Ca2+]i释放减少导致OC细胞活性骨吸收能力显著增加。结论:破骨细胞内RyR通过调控其细胞内钙释放程度对OC活性产生影响。     

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。     

人破骨细胞的原代培养和生物学特性

维持骨体积是骨吸收与骨形成相对平衡的结果,如失去这种稳定,则发生病理性变化,骨吸收破坏是主要现象之一,但关于骨吸收机理还不清楚。近些年来随着骨细胞培养技术的发展,使人们对骨吸收有了进一步认识,目前公认破骨细胞是骨吸收作用的主要承担者。为此,大多数学者从破骨细胞入手,对破骨细胞的结构和功能等进行研究。目前已从多种动物骨组织中分离出破骨细胞。本实验是通过建立人的破骨细胞分离、培养方法,为进一步开展骨吸收机理的研究奠定基础。     

miRNAs在破骨细胞中的研究进展

破骨细胞起源于造血干细胞,是体内一种负责骨吸收的骨特异性多核细胞,在骨代谢平衡的调控中起着重要作用。破骨细胞的分化形成及功能活性异常可引起一系列临床疾病,而其分化形成过程受到多种因子的调控,近年来越来越多研究聚焦于miRNAs对破骨细胞分化形成过程的调控作用。因此,本文主要对影响破骨细胞分化形成的相关miRNAs进行综述,为后续相关研究提供参考。     

巨噬细胞源性破骨细胞在血管钙化中的作用

血管钙化是一种细胞介导的主动生物学过程，类似于骨重塑，在急慢性心脑血管事件的发生与演进过程中发挥了重要的推动作用。近年来有关血管钙化的机制与防治研究逐渐受到广大学者的关注，但遗憾的是，精准的分子与细胞靶向治疗尤其是能在临床推广应用的成果却罕有出现。新近的研究显示，糖尿病动脉粥样硬化斑块中存在成骨细胞表型和功能失调的破骨细胞表型，成骨细胞与破骨细胞调控的失衡可能是动脉粥样硬化斑块内钙化形成的关键环节。已知由巨噬细胞分化而来的破骨细胞是机体内唯一有骨吸收特性的细胞，具备促钙化消退的潜能。因此，探索促斑块内巨噬细胞源性破骨细胞骨吸收活性的研究是一个有望为钙化防治带来新突破的方向。然而，目前关于破骨细胞在血管钙化中的作用和相关调控机制仍存在争议。基于该领域的研究进展和本课题组的实验结果，本文凝练出了羧甲基赖氨酸（CML）通过STAT3调控NFATc1-GNPTAB信号介导斑块内巨噬细胞破骨化吸收障碍的假说，并从血管钙化的概念与机制、破骨细胞与血管钙化间的关系、血管钙化中破骨细胞的调控机制以及破骨细胞作为血管钙化治疗靶点4个方面进行简要阐述，希望为后续血管钙化的精准防治提供新的切入点。     

RANKL与骨重建

骨是一种动态更新的组织,它不断进行骨吸收（bone resorption）与骨形成（bone formation）的平衡,这个过程称之为骨重建（bone remodeling）．核因子κB受体活化因子配体（receptor activator of nuclear factor κB ligand,RANKL）是骨吸收和骨形成耦联的关键,具有诱导破骨细胞（osteoclast, OC）生成、活化,抑制破骨细胞凋亡的作用．RANKL最初发现于活化的T细胞,但骨重建过程中RANKL主要来源于骨细胞、成骨细胞和骨髓基质细胞．RANKL/核因子κB受体活化因子（receptor activator of nuclear factor κB,RANK）/骨保护素（osteoprotegerin, OPG）信号通路在成骨细胞调控破骨细胞生成的过程中起着重要的调节作用,是维持骨重建平衡的关键．本文就RANKL及其在骨中的分子作用机制作一综述.     

破骨细胞的形成和活化研究进展

破骨细胞是骨髓系细胞经细胞因子RANKL和M-CSF共同刺激后融合而成,在维持骨代谢平衡中发挥重要作用。破骨细胞的“形成”和“活化”是破骨细胞生理活动的两个重要方面。该文综述了最近关于破骨细胞的“形成”和“活化”方面的研究进展。从转录因子、细胞因子、酸性环境、蛋白激酶和淋巴细胞等方面详述了对破骨细胞形成的调节,从整合素、溶酶体、Src蛋白、破骨相关基因、骨保护素、Ephrin／Eph和Semaphorin信号通路等方面详述了对破骨细胞活化的调节,并总结了破骨细胞凋亡方面的最新进展。最后,该文阐述了力学刺激对破骨细胞形成和活化的影响,为以破骨细胞为靶点的药物研发提供了新的思路。     

lncRNAs调控破骨细胞分化的研究进展

长链非编码RNA (long noncoding RNAs, lncRNA)是一类长度大于200个核苷酸的非编码RNA,调控转录和转录后的基因表达,在各种生命活动过程中都起着重要的作用。破骨细胞是一种组织特异性的多核巨噬细胞,受多种信号因子和信号通路的调控,作为人体唯一的骨吸收细胞对维持骨代谢平衡具有非常重要的作用,当平衡被打破时则会引起一系列骨代谢疾病,如骨质疏松症、骨硬化症等。近些年研究发现,lncRNAs在破骨细胞分化过程中呈现差异化表达,且在其增殖、分化、凋亡过程中具有多重调控作用。该文就lncRNAs调控破骨细胞分化和功能的机制进行归纳总结,为破骨细胞功能异常所造成的骨代谢疾病提供新的研究靶点和诊疗思路。     

培养破骨细胞扫描电镜样本制备方法的探讨

目的:探讨体外培养的破骨细胞在自制牛股骨磨片和细胞爬片中扫描电镜制备方法。方法:实验分两组,一组采用新鲜牛股骨制备成5mm×5mm大小的薄片,作为共培养之需;另一组,采用盖玻片制成5mm×5mm的细胞爬片。分别以5×104种植于骨磨片和爬片,培养5天后进行扫描电镜的制备并观察。结果:破骨细胞在牛骨磨片表面生长良好,充分伸展,有细胞突起伸入到实验组材料深部,并形成骨陷窝;在爬片表面生长的破骨细胞,细胞生长良好,粘附性强,细胞之间相互连接较紧密,细胞表面突起明显。结论:牛股骨磨片与破骨细胞在体外相容良好,材料有利于破骨细胞的生长及细胞功能的表达,而破骨细胞爬片更适于细胞外形的观察。将两种方法结合既能反映破骨细胞的形态结构又能展示其破骨功能。     

培养破骨细胞扫描电镜样本制备方法的探讨

目的：探讨体外培养的破骨细胞在自制牛股骨磨片和细胞爬片中扫描电镜制备方法。方法：实验分两组,一组采用新鲜牛股骨制备成5mm×5mm大小的薄片,作为共培养之需;另一组,采用盖玻片制成5mm×5mm的细胞爬片。分别以5×104种植于骨磨片和爬片,培养5天后进行扫描电镜的制备并观察。结果：破骨细胞在牛骨磨片表面生长良好,充分伸展,有细胞突起伸入到实验组材料深部,并形成骨陷窝;在爬片表面生长的破骨细胞,细胞生长良好,粘附性强,细胞之间相互连接较紧密,细胞表面突起明显。结论：牛股骨磨片与破骨细胞在体外相容良好,材料有利于破骨细胞的生长及细胞功能的表达,而破骨细胞爬片更适于细胞外形的观察。将两种方法结合既能反映破骨细胞的形态结构又能展示其破骨功能。     

从人骨巨细胞瘤组织中纯化破骨细胞的简单方法

利用破骨细胞贴壁快以及耐胰蛋白酶地特性,采用0.25%胰蛋白酶和0.2%I型胶原酶来分离纯化骨巨细胞中的破骨细胞,即得到破骨细胞,并进行细胞学和分子生物学鉴定,包括抗酒石酸酸性磷酸酶染色和HE染色,并采用RT-PCR反应方法检测降钙素受体、组织蛋白酶K和破骨细胞分化因子受体的表达。该方法所得细胞纯度可达79.7%,具有破骨细胞表型特征。可用于生化和分子生物学研究,是进行骨细胞学研究的破骨细胞来源。