來源:ChemicalBook
背景[1-2]
小鼠成骨細胞試劑盒適用於分離培養新生兒或成年小鼠的成骨細胞。小鼠成骨細胞試劑盒提供了小鼠成骨細胞的組織分離條件,分離單個細胞的效率高。此外,還能保證所分離的細胞在培養基中具有很高的活性。利用的成纖維抑制體系,可以最大程度地降低所培養的成骨原代細胞中成纖維細胞的含量。
生理結構[3-6]
小鼠成骨細胞試劑盒包含:(1)OptiTDSTM小鼠成骨細胞組織解離液(2)小鼠成骨細胞組織處理緩衝液(3)FibrOutTM小鼠成骨細胞成纖維抑制劑(4)小鼠成骨組織洗液(5)小鼠成骨細胞生長因子及血清(6)小鼠成骨細胞基礎培養基(7)小鼠成骨組織預備液。
成骨細胞(osteoblast,OB)主要由內外骨膜和骨髓中基質內的間充質始祖細胞分化而來,能特異性分泌多種生物活性物質,調節並影響骨的形成和重建過程。在不同成熟時期,成骨細胞在體內表現為4種不同形態,即前成骨細胞(preosteoblast)、成骨細胞(osteoblast)、骨細胞(osteocyte)和隊形細胞(bonesliningcell)。前成骨細胞是成骨細胞的前體,由基質幹細胞分化,沿著成骨細胞譜系發育而成,位於覆蓋骨形成表面的成骨細胞的外側。成熟的成骨細胞是位於骨表面的單層細胞,承擔著合成骨基質的重要功能。
骨細胞是在成骨細胞系譜中成熟和終極的分化細胞。骨細胞包埋於礦化骨組織中,淺表骨細胞仍然保留部分成骨細胞結構。隊形細胞是排列於成體大部分骨表面的一層形態扁平或呈長方形的細胞。活躍的成骨細胞為梭形、錐形或立方形,胞漿嗜鹼性。細胞核位於細胞的一端,核仁明顯,表面有短的突起與相鄰細胞連接。
電鏡下胞漿內具有典型的蛋白合成結構——豐富的粗面內質網及核糖體,高爾基體較發達。骨代謝過程中,成骨細胞和破骨細胞相互協調,使骨質的形成與吸收處於一種動態平衡,維持骨骼的不斷更新。其中,成骨細胞是骨形成細胞,對骨組織的生長發育、骨代謝平衡、骨量平衡和骨損傷修復起關鍵作用。體外培養成骨細胞,作為常用的體外實驗模型,成為研究骨生理、病理及修復的重要手段,也成為研究成骨細胞生長代謝及骨組織工程的基礎。雖然骨組織機械韌性很強,但利用試劑盒中提供的骨組織分離體系來分離,EDTA/EGTA處理過的薄的骨組織片能使得骨組織中成骨細胞的一些功能特性發生改變,從而將成骨細胞分離開來。
應用[7][8]
用於細菌脂多糖通過TLR-4通路抑制小鼠成骨細胞分化及基質礦化的分子機制研究
細菌脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)是細菌內毒素的主要成分,包括特異性多糖,非特異性多糖和類脂A,其中類脂A是主要的毒性部分,而細菌內毒素是革蘭氏陰性菌細胞壁上的特有結構,其也是細菌主要的致熱源,有相關研究表明,細菌釋放的脂多糖是導致開放性骨折不癒合的主要原因。炎症導致的骨折不癒合,主要是由於細菌脂多糖引起的成骨細胞炎症反應,例如白細胞介素-1,白細胞介素-6和活化因子配基(RANKL)釋放,或者是誘導成骨細胞分泌破骨細胞激活因子,從而能誘導破骨細胞成熟和激活。但是對於細菌脂多糖如何介導成骨細胞內信號傳導的機制尚不清楚。
Toll樣受體(Toll-LIKE RECEPTOR,TLR)是參與非特異性免疫的一類重要的蛋白分子,TLR是機體天然的監控器,可以監視各種不同的疾病分子模式,是機體抵抗感染的首要通道。TLR可以識別細菌脂多糖,從而誘導分泌促炎細胞因子。Toll樣受體識別細菌脂多糖發揮炎症作用主要是通過Toll樣受體信號傳導的髓樣分化因子(MyD88)依賴機制,其主要過程是,配體結合TLR後導致MyD88聚集在TLR的TIR結構域,聚集後髓樣分化因子與IRAK相互作用,使其磷酸化,磷酸化後的IRAK與腫瘤壞死因子受體相關因子結合,最後介導炎症反應。也就是說細菌脂多糖通過TLR介導的髓樣分化因子生成的炎症因子發揮著抑制成骨細胞成骨過程。
針對感染導致骨不連,骨折不癒合,以小鼠成骨細胞為研究對象,推測細菌脂多糖通過Toll樣受體對成骨細胞分化的影響,通過測量鹼性磷酸酶的活性,骨基質骨化、鹼性磷酸酶、骨鈣蛋白和Runx2的表達,明確脂多糖對於成骨細胞分化和基質礦化的影響;同時通過核糖核酸幹擾技術,進一步明確脂多糖TLR-4依賴通路對成骨細胞分化的影響。
參考文獻
[1]High-performance scaffolds on titanium surfaces:Osteoblast differentiation and mineralization promoted by a globular fibrinogen layer through cell-autonomous BMP signaling[J].Noriko Horasawa,Teruhito Yamashita,Shunsuke Uehara,Nobuyuki Udagawa.Materials Science&Engineering C.2015
[2]Enhanced osteoconductivity of titanium implant by polarizationinduced surface charges[J].Kosuke Nozaki,Wei Wang,Naohiro Horiuchi,Miho Nakamura,Kazuo Takakuda,Kimihiro Yamashita,Akiko Nagai.J.Biomed.Mater.Res.2014(9)
[3]Stage Specific Expression of ATP-Binding Cassette and Solute Carrier Superfamily of Transporter Genes in Mammary Gland of Riverine Buffalo(Bubalus bubalis)[J].Ankita Sharma,Jigyasa Aggarwal,Monika Sodhi,Amit Kishore,B.P.Mishra,A.K.Mohanty,R.S.Kataria,JaiK.Kaushik,Manishi Mukesh.Animal Biotechnology.2014(3)
[4]Synthesis of new antibacterial composite coating for titanium based on highly ordered nanoporous silica and silver nanoparticles[J].Miguel A.Massa,Cristian Covarrubias,Mauricio Bittner,Ignacio Andrés Fuentevilla,Pavel Capetillo,Alfredo Von Marttens,Juan Carlos Carvajal.Materials Science&Engineering C.2014
[5]Efficient targeted pDNA/siRNA delivery with folate–low-molecular-weight polyethyleneimine–modified pullulan as non-viral carrier[J].Jingyun Wang,Bairui Dou,Yongming Bao.Materials Science&Engineering C.2014
[6]Quercetin reversed lipopolysaccharide-induced inhibition of osteoblastdifferentiation through the mitogen?activated protein kinase pathway in MC3T3-E1cells[J].Xin-Chun Wang,Nzhi-Jun Zhao,Chun Guo,Jing-Tao Chen,Jin-Ling Song,Li Gao.Molecular Medicine Reports.2014(6)
[7]Acceleration of peripheral nerve regeneration using nerve conduits in combination with induced pluripotent stem cell technology and a basic fibroblast growth factor drug delivery system[J].Mikinori Ikeda,Takuya Uemura,Kiyohito Takamatsu,Mitsuhiro Okada,Kenichi Kazuki,Yasuhiko Tabata,Yoshito Ikada,Hiroaki Nakamura.J.Biomed.Mater.Res.2014(5)
[8]劉遠航.細菌脂多糖通過TLR-4通路抑制小鼠成骨細胞分化及基質礦化的分子機制研究[D].南方醫科大學,2016.