破骨细胞在机械应力刺激下分化能力提高2018-01-24

流体剪切力能诱导破骨细胞形成与分化,但在目前实验中,对破骨细胞施加流体剪切力的大小并没有一个通用的数值, 现阶段的研究主要集中在流体剪切力促进破骨细胞的流动与吸收。破骨细胞与骨质疏松症的关系十分密切,但现在国内外相关研究较少。适当的力学载荷刺激新骨形成,加快了骨形成与骨吸收的速率,在促进成骨细胞增殖的同时为破骨细胞的成熟提供了RANKL与OPG。OPG是RANKL的诱导性受体,RANKL能够与破骨细胞及破骨前体细胞表达的RANK结合从而促进破骨细胞分化,也说明了破骨细胞在机械应力刺激下分化能力提高,但机械应力刺激的强度与时间对破骨细胞分化能力的影响仍需要进一步研究。
综上所述, 当破骨细胞主导的骨吸收能力增强,或成骨细胞主导的骨形成能力减弱时, 骨形成与骨吸收的平衡被打破, 会诱发骨质疏松症。破骨细胞活性改变是导致各种代谢性骨病的主要原因, 骨质疏松症就是由于破骨细胞被异常活化而引起骨吸收增强所致。在不同的力学刺激下, 破骨细胞的分化成熟能力也有所不同。微重力环境刺激能够促进破骨细胞大量形成, 增强骨吸收能力, 打破成骨细胞与破骨细胞间的平衡状态, 造成骨量减少, 引起骨质疏松。不同强度与时间下压缩力与牵张力对破骨细胞活性的影响不同, 且均表现为中强度载荷刺激破骨细胞增殖, 高强度载荷抑制破骨细胞增殖。
胞代谢组学作为一个新兴领域, 能解决基本的生物学问题, 还能观察细胞内的代谢情况。细胞代谢物浓度可以近似地反映一个组织、器官或细胞的表型。随着代谢组学的发展, 以质谱分析为基础的代谢组学技术研究细胞的代谢物, 其灵敏度高、分辨率好, 能进行多组分的检测, 并能获取分子的结构信息, 这有利于细胞生物学的研究。该文结合目前代谢组学的技术, 对细胞代谢物研究的意义及基于质谱技术的细胞代谢组学的应用进行了综述。
基因和蛋白质表达在功能水平上的微小变化可在代谢物上得到放大, 并且许多基因和蛋白质的非功能性变化不会在代谢物上反映出来, 同时, 代谢物的种类要远小于基因和蛋白质的数目以及常见代谢物在各个生物体系中都相似。基于以上优点, 代谢组学研究得到了快速发展。鉴于代谢物是宿主基因组和环境因素相互作用的结果(如肠道微生物对药物和外源性代谢的影响), 代谢组学或代谢表型测定结果可以提供最佳的生物表征。早期的代谢组学主要是分析体液和组织中的代谢物,随着代谢组学技术向自动化、高通量、小型化迈进, 在分析细胞尤其单细胞上显示出独特的优势。