Applicazione di acido retinoico per ottenere colture osteocytes da principale del mouse osteoblasti
Summary
Trattamento di osteoblasti di topo primari con acido retinoico produce una popolazione omogenea di cellule ramificate recanti caratteristiche morfologiche e molecolari di osteociti. Il metodo supera la difficoltà di ottenere e mantenere osteociti primari in coltura, e può essere vantaggioso per studiare cellule derivate da modelli transgenici.
Abstract
La necessità di culture osteociti è ben noto alla comunità dei ricercatori ossee; isolamento di osteociti primario è difficile e produce il numero di cellule bassi. Pertanto, il sistema cellulare più usato è la linea cellulare MLO-Y4 osteociti-like.
Il metodo qui descritto si riferisce all'uso di acido retinoico per generare una popolazione omogenea di cellule ramificate con caratteristiche osteociti morfologici e molecolari.
Dopo l'isolamento degli osteoblasti da calvaria topo, acido all-trans retinoico (ATRA) viene aggiunto a un terreno cella, e di monitoraggio delle cellule viene effettuato giornalmente al microscopio invertito. I primi cambiamenti morfologici sono rilevabili dopo 2 giorni di trattamento e differenziazione, è completa in 5 giorni, con progressivo sviluppo dei dendriti, perdita della capacità di produrre matrice extracellulare, down-regulation dei marcatori osteoblasti e up-regolazione di molecole specifiche per osteociti.
contenuto "> monitoraggio delle cellule giornaliero è necessaria a causa della variabilità intrinseca delle cellule primarie, e il protocollo può essere adattato con minime variazioni di cellule ottenute da diversi ceppi di topi e applicate ai modelli transgenici.Il metodo è di facile esecuzione e non richiede strumenti speciali, è altamente riproducibile, e genera rapidamente una popolazione osteociti maturo in completa assenza di matrice extracellulare, permettendo l'uso di queste cellule per applicazioni biologiche illimitati.
Introduction
Osteociti, il più abbondante tipo cellule ossee, sono terminalmente differenziate, cellule altamente ramificati localizzati in profondità all'interno dello scheletro. Il corpo cellulare dei osteocytes mature sono contenute nelle lacune di osso e hanno forme diverse; osteociti con corpi cellulari allungati si trovano nell'osso corticale, osteociti arrotondati che sono più frequenti nell'osso trabecolare 1. Dendriti ramificati estendono dal corpo cellulare e risiedono in piccoli canali chiamati canalicoli, formando una rete complessa che rende più contatti non solo con altri osteociti, ma anche con altri tipi di cellule di midollo, midollo osseo, vasi sanguigni e periciti associati. Attraverso il fluido interstiziale contenuta in lacune e canalicoli, osteociti sono anche definitiva collegato al sistema di circolazione, quindi possono influenzare non solo locale ma anche eventi sistemici, e viceversa il loro comportamento può essere regolata da variazioni sia locali che sistemici 2.
Ilstudio di osteociti ha recentemente acquisito slancio, grazie a diversi miglioramenti tecnici, quali la generazione di tessuti e animali transgenici cellula-specifici, l'uso di potenti tecniche di microscopia e di high throughput screening molecolare 3,4. Tuttavia, la conoscenza di queste cellule è ancora incompleta, principalmente a causa della relativa scarsità di adeguati modelli in vitro. In realtà, osteociti sono stati sempre difficili da ottenere e mantenere in coltura a causa della posizione profonda, e il basso livello di proliferazione che caratterizza tale tipo di cellula differenziata.
Nel corso degli anni, un certo numero di metodi sono stati sviluppati per isolare osteociti primario 5-7, se generalmente producono produzioni di cellule basse e comportano il rischio che anche alcuni fibroblasti contaminanti saranno rapidamente invadere il osteociti 8. Per questo motivo, più sperimentale de opera vitro è stato condotto finora sulla cella osteociti consolidata line MLO-Y4 9.
Metodologie aggiuntive in vitro potrebbero aumentare la possibilità di studiare queste cellule e potrebbero migliorare l'analisi della osteociti biologia e fisiopatologia. Per essere ampiamente adottati, tali metodi dovrebbero essere facili da riprodurre, e non richiederebbero particolari strumentazioni o tempi molto lunghi per raggiungere la maturazione delle cellule. Importante, se applicabile a cellule primarie, che consentirebbero di sfruttare animali transgenici. Recentemente abbiamo descritto che il trattamento della linea cellulare osteoblastica MC3T3-E1 e di osteoblasti primari con acido retinoico induce un cambiamento fenotipo rapido portando allo sviluppo di una popolazione omogenea di cellule ramificate recanti caratteristiche morfologiche e molecolari di osteociti 10.
All-trans retinoico (ATRA) è un prodotto del metabolismo attivo della vitamina A che regola la trascrizione genica legandosi ai recettori dell'acido retinoico nucleari (ARSA). RARslegarsi al DNA come eterodimeri con i retinoidi X recettori (RXRs), portando in definitiva a modulazione di acido retinoico (RA)-reattiva geni bersaglio 11. ATRA è stato dimostrato che modulano la differenziazione e la maturazione dei diversi tipi di cellule, tra i quali altre cellule ramificate come le cellule neuronali 12 e podociti 13.
Il metodo qui descritto è basato sulla aggiunta di ATRA di osteoblasti primari. Per essere efficace, ATRA deve essere aggiunto in una fase di maturazione preciso su cellule piastrate ad una densità definita; nella nostra esperienza queste condizioni sono fondamentali per ottenere l'interruttore fenotipo di osteoblasti a osteocytes.
Protocol
Representative Results
Discussion
Negli ultimi anni il osteociti è emerso come la cella più centrale nell'osso. Progressi della ricerca stanno progressivamente rivelando un certo numero di proprietà osteociti insospettabili o non provati, che sono di enorme valore per la progettazione di nuovi e migliore trattamento per una varietà di malattie delle ossa. Tuttavia, indagini di biologia osteociti è stato colpito dalla limitata disponibilità di modelli in vitro a tal punto che osteoblasti sono state usate come cellule surrogati per un l…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Il finanziamento è stato fornito da "Progetto di un concorso Fondazione IRCCS Ospedale Maggiore Policlinico 2009-2010" per MD, e Associazione Bambino Nefropatico ABN Onlus, Milano
Materials
| Name | Company | Cat # | comments |
| Collagenase P | Roche Applied Science | 11213857001 | |
| Trypsin | Gibco, Life Technologies | 15400054 | |
| HBSS | Gibco, Life Technologies | 14175129 | Pre-warm at 37°C before use |
| Alpha-MEM | Invitrogen, Life Technologies | 22571038 | Pre-warm at 37°C before use |
| FBS | Sigma-Aldrich | F4135 | |
| Streptomycin/Penicillin | Sigma-Aldrich | P4333 | |
| Ascorbic acid | Sigma-Aldrich | A4403 | |
| glycerol 2-phosphate disodium salt hydrate | Sigma-Aldrich | G9422 | |
| ATRA | Sigma-Aldrich | R2625 | Protect ATRA from light |
| paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | P6148 | Dissolve in PBS and filter before use. Work always under a chemical hood. |
| DAPI | Sigma-Aldrich | 32670 | Can be added to the secondary antibody |
| Alizarin red | Sigma-Aldrich | A5533 | |
| Janus Green | Sigma-Aldrich | 201677 | |
| Perchloric acid | Sigma-Aldrich | 176745 | Use with caution (skin and eye protection are recommended) |
| HCl | Sigma-Aldrich | 320331 | Use with caution (skin and eye protection are recommended) |
| glycerol | Sigma-Aldrich | G5516 | |
| fluorsave | Calbiochem – Merck | 345789 | |
| Economy Tweezers #7, 0.40 x 0.5mm tips | World Precision Instruments | 501981 | |
| Economy Tweezers #4, 0.40 x 0.45mm tips | World Precision Instruments | 501978 | |
| Dissecting Scissors, straight,10cm curved | World Precision Instruments | 14394 | |
| Surgical Scissors, 14 cm, straight, S/S | World Precision Instruments | 501218 | |
| Culture flasks | Corning | 430168 | |
| Well-plates | Corning | 3335 | |
| Thermanox coverslips | Thermo Scientific Nunc | 12-565-27 | |
| microscope | Zeiss Apotome | ||
| spectrometer | Safas Xenius |
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