成骨细胞通过细胞外囊泡发送的信息触发了破骨细胞的形成
日本金泽-在最近发表在《通信生物学》上的一项研究中,金泽大学领导的研究人员解释了一条小鱼如何帮助结束痛苦的代谢和遗传性骨病。
虽然疼痛,肿胀和固定不动是骨折骨头的最明显后遗症,但在细胞水平上也有大量的活动在进行,以修复损伤。而且由于骨骼通常隐藏在肌肉,脂肪和皮肤层之下,因此研究人员难以实时研究骨骼的再生方式。
主要作者Jingjing Kobayashi-Sun说:“为了提供对骨折修复过程的洞察力,我们需要易于取用的骨骼,并且需要一种能够模仿人类骨骼生长的模型物种。”“有了转基因和突变品系,斑马鱼鳞片就打勾了。”
斑马鱼鳞片虽然比哺乳动物的骨骼要简单得多,但它们的响应和发育与其复杂的鳞片几乎一样,并且位于人体外部。最重要的是,它们同时包含破骨细胞和成骨细胞,它们分别清除骨折的碎片并在骨折后产生新的骨骼。
Kobayashi-Sun解释说:“最近的研究表明,源自成骨细胞的分子包装,称为细胞外囊泡(EVs),可以将信号分子传递给未成熟的破骨细胞,触发其分化为成熟的活跃细胞。但是,由于难以实时成像骨骼,没有人能够证明这一过程实际上是在体内发生的。”
为了可视化斑马鱼鳞片中的成骨细胞和破骨细胞,研究人员生成了一个双转基因系,其中两种细胞类型表达了不同的彩色荧光标记。对麻醉鱼的鳞片进行小幅切割后,研究人员可以使用荧光显微镜或流式细胞仪鉴定愈合骨骼中的不同细胞类型。
高级作者Isao Kobayashi说:“我们观察到骨折部位有大量绿色荧光破骨细胞,其细胞质中含有红色荧光成骨细胞衍生的颗粒,证实了未成熟破骨细胞对电动汽车的吸收。”“此外,成熟的破骨细胞在受损的范围内是丰富的,表明EV的摄取触发了破骨细胞的分化。”
电动汽车包含高水平的细胞分化相关信号分子,称为RANKL。敲除相应的基因导致破骨细胞的数量显着减少,表明成骨细胞通过Rank1信号传导控制破骨细胞的形成。
鉴于许多骨骼疾病是由成骨细胞和破骨细胞之间的通讯中断导致的,这些发现为开发新型药物疗法提供了有价值的信息。
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