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파 골 세포는 조 혈 간세포의 대 식 세포 혈통에서 유래한 조직 특유의 대 식 세포 폴 리 에틸렌 이다. 이 프로토콜은 기존의 방법에서 발견 되는 사고의 위험을 줄이면서 많은 양의 파 골 세포를 얻을 수 있도록 골 수 셀을 분리 하는 방법을 설명 합니다.
파 골 세포는 거 대 하 고, 다 핵 이며, 단 핵 구 또는 대 식 세포 전 구체의 융합에 의해 형성 되는 모노 이트-대 식 세포의 혈통을 뼈-의존 한다. 과도 한 뼈 재흡수는 골 수 질환을 선도 하는 가장 중요 한 세포 메커니즘 중 하나입니다, 골다공증을 포함 하 여, 치 주 염, 그리고 주위 인공 골 분해. 파 골 세포의 주요 생리 적 기능은 하이드 록 시 아파 타이트 미네랄 성분과 뼈의 유기 매트릭스를 모두 흡수 하 여 뼈 표면에 특징적인 재흡수 모양을 생성 하는 것입니다. 본문에 다른 세포에 비해 상대적으로 적은 파 골 균이 있다, 특히 성인 뼈에. 최근 연구는 더 짧은 시간에 더 성숙한 파 골 세포를 얻는 방법에 초점을 맞추고 있다,이는 항상 문제가 있었다. 분리 및 배양 기술의 몇몇 개선은 더 성숙한 파 골 세포를 얻기 위하여 실험실에서 개발 되었습니다. 여기에서는 특수 하 고 간단한 장치를 사용 하 여 기존 절차에 비해 적은 시간에 골 수를 분리 하는 방법을 소개 합니다. 밀도 구배 원심 분리를 사용 하 여, 우리는 고전적인 방법으로 확인 되는 쥐 골 수에서 완전히 분화 된 파 골 세포의 다량을 얻습니다.
뼈 항상성은 뼈에 의해 조절 되는 복잡 한 생리 적 과정 이다-파 골 세포와 골 형성 조 골 술1. 골 아 세포 및 파 골 세포를 통해 매개 된 조 골 및 파 골의 활성 사이의 균형은 각각 뼈 건강 및 항상성 유지에 매우 중요 하며, 뼈 항상성에서의 섭 동이 뼈 질환으로 이어질 수 있기 때문에 비정상적인 뼈 성장 또는 뼈 밀도의 손실. 독특한 뼈-재흡수 세포로 서, 파 골 균은 골다공증, 치 주 염 및 인공 골 분해2,3을 포함 한 비정상적인 뼈 파괴와 관련 된 질병에 중요 합니다.
파 골 세포 배양의 개발은 주로 두 단계로 나뉜다. 보이 드 외4 와 챔버 스 외5 는 1980 년대 첫 번째 스테이지로 구성 된 방법. 그 (것) 들은 급속 한 개장 기간 인 신생 동물의 뼈에서 상대적으로 풍부한 파 골 세포를 얻었습니다. 파 골 세포는 특별 한 배지에서 뼈를 조각 내 고 교 반하여 방출 됩니다. 그러나,이 방법에 의해 얻어진 세포는 양과 순도가 낮다. 두 번째 단계는 골 수가6에서 유래한 조 혈 계보 세포를 이용 하 여 파 골 균 형성의 장거리 배양을 개발 하는 것 이었다. 1 α, 25-디 하이드 록 시 비타민 D3, 프로 스타 글란 딘 E2 (pge-2) 및 부 갑 상선 호르몬 (PTH)과 같은 배양 배지에 첨가 된 골 아 세포의 시스템을 통해 서 작용 하 여 파 골 형성을 자극 하는,8 . 그러나,이 방법에 의해 얻어진 파 골 세포의 순도 및 양은 현대의 분자 생물학 연구의 요구를 충족 시킬 수 없다. 이어서, 대 식 세포 콜로 니 자극 인자 (M-csf) 및 핵 인자-κ b 리간드 (rankl)를 위한 수용 체 활성 제를 발견 하 여 골 세포 형성을 용이 하 게 하는9,10,11및 M-csf를 사용 하는 방법 및 파 골 세포 형성을 직접적으로 자극 하는 RANKL은 전 세계적으로 널리 사용 되 고 있다. 그러나, 개선 해야 할 방법론에는 여전히 몇 가지 세부 사항이 있습니다.
현재 가장 일반적으로 사용 되는 파 골 세포 배양 법은 마 리노 외 (12 ) 및 페이 알13에 의해 기술 된 바와 같이, 종종 뼈 주위의 주위 조직을 제거 하 고 살 균 된 바늘을 사용 하 여 골 수를 세척 하는 것이 필요 완료 된 미디어. 이 과정에는 (1) 뼈 주위의 주위 조직을 제거 하는 것이 많은 시간과 훌륭한 외과 기술이 필요 하다는 사실을 포함 하 여, (2) 뼈가 깨지기 쉬우며 골 수 유출을 초래할 수 있다는 사실 (3)이 있습니다. 너무 작은 플러시, 그리고 (4) 바늘 스틱 부상의 위험이 있다. 이러한 문제를 방지 하기 위해 골 수를 바늘로 내뿜는 대신 골 수에 대 한 뼈가 들어 있는 튜브를 원심 분리 합니다. 여기에서는 전통적인 절차에 비해 적은 시간과 노력으로 골 수를 분리 하는 안정적이 고 안전한 방법을 소개 합니다. 밀도 구배 원심 분리의 사용과 함께, 우리는 시험관 내에서 완전히 분화 된 파 골 세포의 다량을 얻습니다.
여기에 설명 된 동물을 포함 하는 모든 방법은 중국 의학의 난징 대학의 기관 동물 관리 및 사용 위원회 (IACUC)에 의해 승인 됩니다.
1. 설정
2. 배양 배지의 제조
3. 골 골 유래 세포의 분리
4. 밀도 구배 원심 분리에의 한 정화
5. 문화와 차별화
6. 타르트 레이트 내성 산 성 인산 가수분해 효소 염색
참고: Multinucleate 파 골 세포는 4 ~ 6 일 후에 유도 (5 절)가 성공 하면 존재할 것입니다.
7. Toluidine 청색 염색을 이용한 골 재흡수 분석
8. 주사 전자 현미경
9. 칼 시 토 닌 수용 체의 면역 형광 염색
참고: Multinucleate 파 골 세포는 유도가 성공 하면 4 ~ 6 일 후에 존재할 것입니다 (제 5 항).
이 프로토콜의 목적은 다 수의 파 골 세포 전 구체를 편리 하 게 분리 및 정제 하 고 파 골 세포를 성공적으로 유도 하는 것 이었다. M-CSF와 RANKL으로 보충 하 여 5 ~ 6 일에 거 대 한 파 골 세포를 볼 수 있었습니다. 파 골 세포의 형성은 트랩 염색에 의해 성공적으로 규명 되었다 (도 1a). 크고 보라색 세포는 여러 핵 (일반적으로 ≥ 3 개의 핵)을 가진 함정 양성 세포로 간주 되었습니다. 이 방법을 통해, 24 웰 플레이트 (도 1b)에서 파 골 세포 당 최대 30 개의 핵을 함유 하는 800 파 골 세포를 얻는 것이 전형적 이었다. 기존의 방법과 비교 하 여, 개선 된 방법은 전체 분리 진행에 약 20 분을 저장 하였다 (도 1c).
골 재흡수의 활동을 평가 하기 위하여 뼈 조각을 사용 하는 것은 시험관 내 방법에서 전형적입니다. Toluidine 블루 염색을 통해 흡수 영역을 연한 녹색 (그림 2a)으로 시각화 하 고 계산 하였다. 골 구 덩이의 구조와 특성은 주사 전자 현미경에 의해 명확히 관찰 되었다 (그림 2b).
파 골 세포 특이 셀 마커 중 하나인 CTR은 파 골 세포를 식별 하 고 뼈에서 파 골 세포의 형성을 연구 하는 데 중요 합니다. CTR의 긍정적 인 표현은 파 골 세포를 명확 하 게 식별 하 고 대 식 세포 폴 리 론과 구별 합니다. CTR은 면역 형광 검사 분석에 의해 검출 되었다. 녹색은 CTR과 청색의 발현을 표시 하 여 핵을 나타냅니다 (그림 3).
그림 1: 골 골에서 유래 된 세포에서의 조 혈 기원. (A) 함정 염색의 대표 이미지. 10 배 확대의 명시 야 현미경 사진은 함정 양성이 고 20x 배율로 관찰 된 여러 거 대 한 다 핵 파 골 세포를 보여줍니다. 다 핵 파 골 세포 내 핵의 예는 적색 화살표로 표시 된다. (B) 10 배 확대에서의 명시 야 현미경 사진이 다 수의 트랩 양성 파 골 세포가 존재 함을 증명 한다. 큰, 다 핵 파 골 세포의 예는 적색 파선에 의해 윤곽을 이루고 있다. (C) 두 격리 방법에 소요 된 시간의 비교. 모든 작업은 동일한 실험 집단에 의해 수행 되었다. 데이터는 평균 ± 표준 편차를 나타낸다. * P < 0.05, n=3 이다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 2: 뼈 조각에 의해 뼈 재흡수 분석. (A) 4 배 확대에서의 명시 야 현미경 사진은 골 흡수 영역을 보여 주며, toluidine 청색 얼룩에 의해 연한 녹색으로 염색 되 고 원형, 타원형 또는 소시지 모양입니다. 뼈 흡수 영역의 예는 빨간색 화살표로 표시 됩니다. (B) 500x 배율로 주사 전자 현미경으로 관찰 된 재흡수 구 덩이. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
도 3: 면역 형광 염색을 이용 하 여 파 골 세포에서의 CTR 발현의 특성화. 패널은 세포 주위의 명확한 CTR 신호를 보여줍니다. (A) CTR 양성 세포. (B) 핵. (C) 병합 됨. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
시험관 내에서 파 골 세포를 얻고 연구 하는 능력은 뼈를 흡수 하는 질병의 메커니즘을 이해 하 고 새로운 치료제를 개발 하는 데 도움이 될 수 있는 골 대사를 연구 하고자 하는 모든 연구자에 게 중요 하 고 근본적인 기술입니다. 본 연구는 이전 방법에 기초 하 여 일부 수정과 프로토콜을 설명 했다.
골 수를 얻기 위해 피 펫 팁과 마이크로 원심 분리기 튜브를 사용 함으로써, 그것은 크게 전통적인 방법에 비해 골 수와 실험실 인력의 작업 부하를 얻는 작업 시간을 감소. 그동안,이 방법은 골 수가 손실 또는 바늘 스틱 부상의 위험을 방지. 이전 연구에서, 골 것 유래 세포는12,13의 분리 직후에 도금 되었다. 밀도 구배 원심 분리는 정산 계수의 차이에 따라 골 수 단 핵 구를 선택 하 여 사용 하였다. 밀도 구배 원심 분리의 과정에서, 세포 분리 매체의 첨가는 경계를 명확 하 게 하기 위해 벽을 따라 조심 스럽게 신중 하 게 수행 되어야 한다. 그러나, 기술은 원심 분리기의 기능과 가속도 및 감속의 매개 변수로 설정 되었는지 여부에 따라 제한 됩니다. 시 딩 밀도는 파 골 세포의 배양을 위한 핵심 조건입니다. 여러 번, 세포를 도금 할 때 부적절 한 시 딩 밀도로 인해 프로토콜이 실패 했습니다. 따라서 24 웰 플레이트 당 약 30만 세포가 잘이 프로토콜에 권장 됩니다. 이 프로토콜은 쥐 또는 다른 동물 (예: 마우스, 토끼 및 닭고기)에서 다양 한 종류의 골 수 유래 세포를 획득 하는 데에도 적합 합니다.
파 골 세포의 활동을 평가 하는 가장 고전적인 방법은 재흡수 pit 분석입니다. 소 뼈 피 질은 일반적으로 소스를 사용할 수 있기 때문에 재흡수 pit 분석에 사용 됩니다. 현대 절편 시스템의 도움으로, 우리는 더 쉽게 얇은 뼈 조각을 얻을 수 있습니다. 재흡수 구 분석은 세 가지 요인이 있다. 성공적으로 조각에서 재흡수 피트를 생성 하려면, 조각은 프로토콜의 피부 탈지에 대해 설명 된 대로 엄격 하 게 처리 해야 합니다. 또한, 쥐 파 골 세포는 약간 산 성 환경에서 재흡수 피트를 형성 하기 위해 활성화 되 고, 흡수 기능은 본질적으로 "종료" pH가 위로 올라간다 때 7.214,15. 따라서, 실험의 진행 중에 인큐베이터의 문을 자주 개방 하는 것은 pH 및 pCO2 값의 섭 동으로 이어질 수 있고, 파 골 세포의 재흡수 기능에도 영향을 미치는 것으로 주목할 만하다.16. 마지막으로, 뼈 조각은 우물의 바닥에 남아 있어야 하며, 자극을 피하기 위해 매체를 변경할 때 이동 하거나 떠 서는 안됩니다.
CTR은 부 갑 상선 호르몬 및 분 지 수용 체 (17)를 포함 하는 7-막 투과 G-단백질 결합 수용 체의 클래스 II 서브 패밀리의 한 구성원 이다. 함정 염색과 재흡수 구 분석 뿐만 아니라, 파 골 세포는 형태학과 기능에 의해 확인 되 고, CTR 양성은 면역학의 파 골 세포를 식별 합니다. 이제, 우리는 또한 액 틴 고리의 형광 염색을 사용 하 고 상 등 액에서 피리 딘 가교 결합을 측정 하 여 파 골 세포를 동정 할 수 있다.
비록 다른 연구원은 실험 기술 및 골 수도에 있는 세포의 총계를 가진 다른 각 인이 확실 합니다, 우리는 짧은 시간에 골 수가 세포를, 상대적으로, 그리고 끝에, 충분히 장악 했습니다 쥐 골 골에서 분화 된 파 골 세포.
저자는 공개 할 것이 없습니다.
이 작품은 중국 국립 자연과학 재단 (81473692)에서 용 마에 의해 지원 되었다. 저자는 중국 의학의 난징 대학에서 임상 의학의 첫 번째 대학의 의료 연구 센터의 모든 직원을 감사 합니다.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Acid Phosphatase, Lekocyte (TRAP) kit | Sigma-Aldrich | 387A | |
Automatic Hard Tissue Slicer | Lecia | RM2265 | |
Bovine femoral bone | Purchased by ourselves | ||
Cell Incubator | Heraus | BB16/BB5060 | |
Fetal Bovine Serum | Sarana | s-fbs-au-015 | |
Goat Anti-Rabbit IgG H&L (Alexa Fluor 488) | Abcam | ab150077 | |
Hard Tissue Grinders | Lecia | SP-2600 | |
Histopaque Kit | TianJing Haoyang | TBD2013DR | Silicified centrifugal tube amd cell separation solution |
Hochest33342 | Sigma-Aldrich | B2261 | |
Inverted Phase Contrast Microscope | Olympus | CKX31 | |
Inverted Fluorescence Microscope | Lecia | DMI-3000 | |
MEM, no Glutamine | Gibco | 11090-081 | |
Penicillin-Streptomycin, Liquid | Gibco | 15140122 | |
Rabbit Anti-Calcitonin receptor | Bioss | bs-0124R | |
Recombinant Rat M-CSF | PeproTech | 400-28 | |
Recombinant Rat sRANK Ligand | PeproTech | 400-30 | |
Red Blood Cell Lysis Buffer | Absin | abs47014932 | |
Scanning Electron Microscopy | FEI | Quanta 200 | |
Toluidine Blue | Sigma-Aldrich | 89649 |
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