成骨细胞向破骨细胞发送的信息被包裹在细胞外囊泡中
最近发表在通信生物学,由金泽大学领导的研究人员解释了一种小鱼如何有助于结束痛苦的新陈代谢和遗传性骨骼疾病。
而疼痛、肿胀和僵硬是骨折后最明显的后遗症骨此外,在中国,还有一系列活动正在进行细胞水平上为了弥补损失。而且由于骨骼通常隐藏在肌肉、脂肪和皮肤层之下,研究人员很难实时研究骨骼是如何再生的。
“为了深入了解骨折修复的过程,我们需要易于获取的骨骼,以及一个骨骼生长模仿人类的模型物种,”该研究的第一作者京晶·小林什-孙说。“转基因和突变株系已经可用,斑马鱼鳞片符合所有条件。”
斑马鱼的鳞片虽然比哺乳动物的骨骼简单得多,但它们的反应和发育方式几乎与它们的复杂同类相同,而且很方便地长在身体的外部。最重要的是,它们同时包含破骨细胞和成骨细胞,这些细胞分别清除骨折碎片和在骨折后生成新骨。
Kobayashi-Sun解释说:“最近的研究表明,来自成骨细胞的分子包,称为细胞外囊泡(ev),可能将信号分子传递给未成熟的破骨细胞,促使其分化为成熟的、活跃的细胞。然而,考虑到骨活体成像的困难,没有人能够证明这一过程确实在体内发生。”
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不同的彩色荧光标记。研究人员在被麻醉的鱼鳞上做了小切口后,可以识别出不同之处细胞类型在愈合骨中使用荧光显微镜或流式细胞术。
“我们观察到骨折部位大量绿色荧光的破骨细胞含有红色荧光成骨细胞该研究的资深作者Isao Kobayashi说:“这证实了未成熟破骨细胞对ev的吸收。”“此外,在损伤的鳞片中有大量成熟的破骨细胞,这表明EV摄取触发了破骨细胞的分化。”
ev中含有高水平的细胞分化相关信号分子RANKL。敲除相应基因后破骨细胞数量显著减少,提示成骨细胞控制破骨细胞通过Rankl信号形成。
鉴于许多骨疾病是由成骨细胞和破骨细胞之间的通讯中断造成的,这些发现为新药物治疗的开发提供了有价值的信息。
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