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胎牛血清作用于成骨细胞促进增殖2021-10-08 09:25:03

骨骼是个不断变化的器官,在整个生命周期中一直存在骨吸收和骨生成活动。已知骨形成与骨改建主要由成骨细胞及破骨细胞两大细胞系参与,其中成骨细胞占骨总细胞量的4%-6%,该细胞主要由多功能骨髓间充质细胞分化而来,在骨形成过程中起主要作用,而破骨细胞主要参与骨破坏过程。正常状态下,成骨细胞介导的骨形成和破骨细胞介导的骨吸收过程处于动态平衡,保持骨稳态,而当骨吸收过程大于骨形成过程时,骨稳态被破坏,即发生骨破坏。

骨破坏是多种常见疾病的主要临床表现,如类风湿性关节炎、骨质疏松症、骨髓瘤等。各种疾病导致炎症递质、细胞因子和相关酶在体内释放,从而抑制成骨细胞而促进破骨细胞的形成,导致骨稳态被破坏。骨形成主要分为类骨质基质的形成、成熟和矿化3个连续阶段,其中成骨细胞主要参与骨基质的形成过程,该细胞在各种刺激下可产生生长因子,如胰岛素样生长因子、转化生长因子β和骨形态发生蛋白等调节其活性。
 
骨形态发生蛋白2是骨形态发生蛋白家族中调节骨形成作用最强的因子;骨桥蛋白参与骨基质组织的沉积,是细胞外基质中的主要非胶原蛋白之一。因此骨形态发生蛋白2和骨桥蛋白可作为成骨细胞的标志性因子。外泌体是一种脂质型微小囊泡,大小为30-150 nm,其典型结构是脂质双分子层膜结构,形态类似杯型。最初研究报道,外泌体只能由特化细胞分泌,如树突细胞和网织红细胞,然而近期研究表明它可由大多数细胞分泌,包括正常细胞和癌细胞。
 
外泌体几乎存在于所有的体液,包括血液、尿液、乳汁、脑脊髓、泪液等。外泌体内主要含有核酸(mRNA、miRNA、lncRNA和DNA)、蛋白质和脂质,其中脂质和蛋白质是外泌体膜的主要组成成分。研究发现,外泌体可促进骨髓间充质干细胞分化为成骨细胞,从而参与骨形成过程。另有研究发现,骨髓间充质干细胞产生的外泌体可直接作用于成骨细胞,促进成骨细胞的增殖与分化。这些研究结果表明外泌体具有促进骨再生的能力。但上述研究所用外泌体均由细胞分泌而来,具有含量少、耗时长且成本高等缺点。有文献表明胎牛血清中含有大量的外泌体,包含生长因子、趋化因子、蛋白酶等物质,参与调控细胞增殖、分化、凋亡、代谢、迁移等。
 
有学者将外泌体先以高质量浓度50 mg/L作用于敲除Rab27a的HT1080纤维肉瘤细胞,结果发现该浓度可明显增强细胞在体内的迁移速度、方向性和持久性,然后又以低质量浓度10 mg/L作用于HT1080纤维肉瘤细胞,也发挥同样的作用。目前未曾有研究表明胎牛血清外泌体能直接作用于成骨细胞促进其增殖。因此,该实验从胎牛血清中提取外泌体,并以10 mg/L作为干预浓度,观察其对成骨前体细胞增殖的影响,为临床治疗骨破坏提供新的研究思路。

 
出自《胎牛血清外泌体对成骨细胞增殖的作用》作者徐慧君,张咪,史东梅。