背景簡介

大鼠成骨細胞分離自顱骨組織，成骨細胞是骨形成的主要功能細胞，負責骨基質的合成、分泌和礦化。骨不斷地進行著重建，骨重建過程包括破骨細胞貼附在舊骨區(qū)域，分泌酸性物質溶解礦物質，分泌蛋白酶消化骨基質，形成骨吸收陷窩；其后，成骨細胞移行至被吸收部位，分泌骨基質，骨基質礦化而形成新骨；破骨與成骨過程的平衡是維持正常骨量的關鍵。成骨細胞培養(yǎng)不僅有助于了解骨形成機制、骨骼系統(tǒng)疾病的分子和細胞學基礎，也是藥物篩選、生物材料開發(fā)和生物工程研究的重要手段。

細胞形態(tài)

細胞特點

1. 形態(tài)

成骨細胞通常呈扁平的多角形狀。它們的細胞體積較大胞質豐富，有豐富的內質網和高度發(fā)達的內質網。成骨細胞的胞質中含有大量的線粒體和內質網，這些細胞器對于合成和分泌骨基質起到重要的作成骨細胞在骨形成過程中起到了關鍵的作用。當骨基質用。

2. 細胞分布

成骨細胞主要分布在骨組織的骨膜和骨骼表面。它們通常與其他細胞形成復合結構，如成骨細胞與骨母細胞和骨基質形成的骨小梁。成骨細胞與骨吸收細胞(如破骨細胞)密切相關，通過相互作用維持骨骼的平衡。

3. 分泌功能

成骨細胞具有高度的分泌功能，能夠產生和分泌多種細胞外基質分子，如膠原蛋白、骨基質糖蛋白和骨鈣素等。這些分泌物是構成骨基質的重要組成部分，對于維持骨骼的結構和功能起著重要的作用。

4. 鈣沉積

成骨細胞在骨形成過程中起到了關鍵的作用。當骨基質被合成和分泌后，成骨細胞通過細胞膜上的鈣通道將鈣離子從細胞外輸送到細胞內，并將其沉積在骨基質中，使骨組織逐漸形成。這個過程被稱為鈣沉積，是骨形成的重要步驟。

5.骨吸收調節(jié)

除了參與骨形成過程外，成骨細胞還具有調節(jié)骨吸收的功能。它們能夠感知和響應骨骼的力學刺激和生化刺激，通過調節(jié)骨吸收細胞的活性和數(shù)量，維持骨骼的平衡。當骨骼受到外界刺激時，成骨細胞能夠釋放一些因子，抑制骨吸收細胞的活性，減少骨骼的破壞。

材料準備

儀器

離心機、顯微鏡、計數(shù)器、水浴鍋、恒溫培養(yǎng)箱。

試劑

成骨細胞專用消化液Ⅰ、成骨細胞專用消化液Ⅱ、PBS磷酸緩沖液、成骨細胞完全培養(yǎng)基

耗材

TC處理的培養(yǎng)皿、培養(yǎng)瓶、T75培養(yǎng)瓶、槍頭、離心管、細胞篩、移液管

操作步驟

1.取2-3天新生鼠，并用70%乙醇消毒。將新生放入一個大培養(yǎng)皿中。

2.用大剪刀取下頭部，抓住頸背處的頭部，沿著顱底做一個小切口。使用鑷子和鑷子小心地從頭骨上去除皮膚和腦組織。

3.切掉下頜，刮掉顱骨邊緣周圍的任何多余的組織和軟骨。

4.將顱骨切成兩半，放入平底5毫升管中； 用PBS清洗。

5.將頭蓋骨在成骨細胞專用消化液Ⅰ中消化，37°C孵育10分鐘。取出并吸棄胰蛋白酶溶液; 成骨細胞完全培養(yǎng)基中洗滌(血清和鈣將使任何殘留的胰蛋白酶失活)。

6.在成骨細胞專用消化液Ⅰ中消化，37°C孵育30分鐘。

7.取出成骨細胞專用消化液Ⅱ，吸棄，換成新鮮的溶液在37°C下再溶液60分鐘。

8.保留最終消化物并轉移到15ml離心管中。用成骨細胞完全培養(yǎng)基洗滌顱骨，將溶液轉移到含有最終消化物的15ml管中

9.在室溫下以1500×g離心細胞溶液5分鐘。棄去上清液并將細胞沉淀重懸于成骨細胞完全培養(yǎng)基中。合并細胞懸液。

10.將20 mL 成骨細胞完全培養(yǎng)基加入2×75cm2培養(yǎng)瓶中;向每個培養(yǎng)瓶中加入1ml細胞懸液。

11.將培養(yǎng)瓶在 37°C/ 5% CO2 培養(yǎng)箱培養(yǎng)，直到細胞達到匯合。

染色鑒定圖(大鼠成骨細胞示例)

茜素紅染色

ALP染色

骨的形態(tài)

骨是人體重要的器官，起著支撐移動保護等作用。根據(jù)形狀，可將骨分為四類：長骨，短骨，扁骨，不規(guī)則骨。以長骨為例，長骨分為兩個主要區(qū)域：骨干和骨骺，骨骺與骨干連接處稱為干骺端。

骨細胞的分類

骨細胞分為四類，成骨細胞，骨細胞，祖細胞，破骨細胞。其中破骨細胞來源各種干細胞，干細胞分化為巨噬細胞進一步分化為破骨細胞。而祖細胞分化為前成骨細胞，再分化為成熟的成骨細胞，最后分化為骨細胞。那么幾種細胞間如何發(fā)生相互影響作用呢?

成熟的骨又是怎么生成的呢?骨的發(fā)生有倆種方式。分別為膜內化骨和軟骨內化骨。

膜內化骨

膜內化骨主要發(fā)生于部分頂骨、顱底、面骨、鎖骨等，其過程是間充質細胞直接分化為成骨細胞，成骨細胞產生骨基質并被包埋于基質中逐漸轉化為骨細胞。

1. 間充質細胞分化為成骨細胞，骨化中心形成。

2. 分泌類骨質包裹成骨細胞，分化為骨細胞。

3. 小梁基質和骨膜形式。

4. 致密骨向小梁骨淺表發(fā)展，擁擠的血管凝結成紅色骨髓。

軟骨內化骨

骨骼是通過替換透明軟骨發(fā)育而來。軟骨作為模板被新骨完全取代。軟骨內骨化比膜內骨化需要更長的時間。顱底的骨骼和長骨通過軟骨內骨化形成。

1. 原發(fā)骨化中心，骨領出現(xiàn)。

2. 血管長入，成骨細胞逐漸替代軟骨細胞。

3.繼發(fā)骨化點出現(xiàn)，同時髓腔擴大。

4.骨骺線出現(xiàn)，形成骨骼。

骨折分類

當發(fā)生骨折時，無論有無及時的緊急救治，最終都會發(fā)生愈合。骨折有多種分類。根據(jù)有無暴露于組織外分為開放性骨折和閉合性骨折。

骨折修復

1. 破裂的血管滲出血液，凝結成骨折血腫。

2. 軟骨細胞與成骨細胞形成內部和外部愈合組織。

3. 軟骨內骨化逐漸被小梁骨取代。

4. 重塑用成熟骨代替未成熟的骨。