“成骨細(xì)胞”一詞源于20世紀(jì)初,是一種位于新生骨界面的立方形細(xì)胞,細(xì)胞質(zhì)具有強(qiáng)嗜堿性,存在于整個(gè)生命周期,在胚胎骨骼形成和生長(zhǎng)期間其活性最高。在成年生物體中,當(dāng)需要修復(fù)缺損或骨基質(zhì)耗盡時(shí),成骨細(xì)胞就會(huì)被激活釋放膠原蛋白(主要是I型膠原)和其他基質(zhì)蛋白,如骨粘附蛋白和骨鈣素, 在細(xì)胞外基質(zhì)中組裝成骨基質(zhì)的框架,在骨基質(zhì)上,鈣和磷等礦物質(zhì)逐漸沉積,導(dǎo)致骨基質(zhì)的礦化,使其變得堅(jiān)固,最終隨著基質(zhì)的不斷形成和礦化,骨組織逐漸成熟,形成堅(jiān)固的骨骼結(jié)構(gòu)。
成骨細(xì)胞是特殊的骨形成細(xì)胞,被骨基質(zhì)包圍的成骨細(xì)胞最終會(huì)分化為骨細(xì)胞,骨細(xì)胞是相互連接的星狀細(xì)胞,可調(diào)節(jié)骨物質(zhì)的周轉(zhuǎn)。留在面向骨膜的骨表面的成骨細(xì)胞可以選擇成為惰性骨襯細(xì)胞或者凋亡。當(dāng)成熟的成骨細(xì)胞群變小的時(shí)候,骨髓中的間充質(zhì)干細(xì)胞首先分化為成骨前體細(xì)胞,然后進(jìn)一步分化為成熟的成骨細(xì)胞。
成骨細(xì)胞在骨折愈合過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用,通過促進(jìn)骨基質(zhì)的合成和礦化,幫助形成新的骨組織,加速愈合進(jìn)程,刺激成骨細(xì)胞的活性,增強(qiáng)骨密度,改善骨質(zhì)疏松,降低骨折風(fēng)險(xiǎn),成骨細(xì)胞還可以通過生物材料或干細(xì)胞療法促進(jìn)新骨形成,治療骨缺損。
成骨細(xì)胞的分化途徑:
WNT途徑
WNT信號(hào)通過與細(xì)胞表面的WNT受體結(jié)合,激活下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,主要是β-catenin途徑。β-catenin積累在細(xì)胞質(zhì)中并轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核,與特定轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合,促進(jìn)成骨相關(guān)基因的表達(dá)。WNT信號(hào)促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)向成骨細(xì)胞的分化,增強(qiáng)骨形成,還調(diào)控其他成骨相關(guān)基因的表達(dá),如RUNX2和OSX,增強(qiáng)成骨能力。
BMP途徑
BMP通過與細(xì)胞表面的BMP受體結(jié)合,激活SMAD信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,激活的SMAD蛋白轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核中,與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合,促進(jìn)特定基因的表達(dá),BMP促進(jìn)MSC向成骨細(xì)胞的分化,尤其在骨形成的早期階段,通過上調(diào)RUNX2等成骨轉(zhuǎn)錄因子,BMP信號(hào)增強(qiáng)成骨基因(如COL1A1和ALP)的表達(dá)。
圖1. 成骨細(xì)胞的分化途徑
成骨細(xì)胞形態(tài)特點(diǎn):
成骨細(xì)胞是骨骼組織中的主要細(xì)胞類型,負(fù)責(zé)骨的形成和礦化。成骨細(xì)胞通常呈立方形或多邊形,細(xì)胞體相對(duì)較小。成骨細(xì)胞核質(zhì)豐富,有一個(gè)或多個(gè)大細(xì)胞核,細(xì)胞質(zhì)較少,但含有豐富的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,支持蛋白質(zhì)合成和分泌,細(xì)胞表面常有微絨毛,增加細(xì)胞與基質(zhì)的接觸面積,促進(jìn)礦物質(zhì)沉積,能分泌大量的有機(jī)基質(zhì)(如膠原蛋白)和其他基質(zhì)成分,促進(jìn)骨的礦化。
成骨細(xì)胞形態(tài)圖:
為了更深入地了解成骨細(xì)胞的行為和特性,使用康和達(dá)全自動(dòng)活細(xì)胞成像儀 Celloger® Pro 進(jìn)行實(shí)時(shí)拍攝。這款設(shè)備結(jié)合了傳統(tǒng)顯微鏡的光學(xué)技術(shù)、先進(jìn)的數(shù)字成像技術(shù)和軟件自動(dòng)化技術(shù),為成骨細(xì)胞的研究提供了前所未有的便利。
MC3T3-E1 (Osteoprogenitor Cells) |
Morphology |
Fibroblast |
Culture Properties |
Adherent |
Celloger® Pro <2X Image>
Celloger® Pro <4X Image>
Celloger® Pro <10X Image>

臨床意義:
- 骨骼形成:成骨細(xì)胞負(fù)責(zé)合成骨基質(zhì),促進(jìn)骨骼的形成與生長(zhǎng)。
- 礦化:它們通過沉積礦物質(zhì)(如鈣和磷),幫助骨基質(zhì)礦化,使骨骼堅(jiān)硬和強(qiáng)韌。
- 調(diào)節(jié)骨代謝:成骨細(xì)胞在骨重塑過程中與破骨細(xì)胞相互作用,調(diào)節(jié)骨的形成與吸收平衡。
- 分泌生長(zhǎng)因子:成骨細(xì)胞可以分泌各種生長(zhǎng)因子和細(xì)胞因子,促進(jìn)骨組織的修復(fù)與再生。
- 維持骨結(jié)構(gòu):成骨細(xì)胞有助于維持骨組織的整體結(jié)構(gòu)和功能,確保骨骼健康。
>>>>>產(chǎn)品介紹:
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遠(yuǎn)程監(jiān)控培養(yǎng)箱內(nèi)的活細(xì)胞,不干擾適合細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境。可以實(shí)時(shí)監(jiān)控細(xì)胞,也可以利用延時(shí)拍攝功能,自動(dòng)拍攝細(xì)胞圖像,只需點(diǎn)擊即可輕松制作延時(shí)視頻。
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- Celloger® Pro 應(yīng)用場(chǎng)景
來(lái)源:
Ponzetti M, Rucci N. Osteoblast Differentiation and Signaling: Established Concepts and Emerging Topics. Int J Mol Sci. 2021 Jun 22;22(13):6651. doi: 10.3390/ijms22136651. PMID: 34206294; PMCID: PMC8268587