Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Роман Published: June 8, 2014 doi: 10.3791/51810

Introduction

Заболевания опорно-двигательного затрагивают миллионы людей в Соединенных Штатах и нынешних тяжелых последствий для национальных и местных систем здравоохранения 1. Эти расстройства характеризуются потерей костной и функции суставов, которые требуют серьезного лечения и длительные периоды восстановления. Как правило, относительное увеличение числа и / или активности остеокластов, клеток, специализирующихся на резорбируют кости, при остеопорозе и артрит наблюдается 2. В физиологических условиях количество и активность остеокластов регулируется рецептора активатора ядерного фактора κ-B лиганда (RANKL), который получают путем остеобластов. Остеопротегерин (ОПГ), рецептор приманка для RANKL также производится остеобластов 3 IN VIVO модели на животных, которые включают системную сверхэкспрессию sRANKL, или удаление ОПГ очень ценны в остеопороза исследований.; Однако эти способы требуют создания трансгенных мышей 4,5. Здесь, роман альтернативаМетод избыточной экспрессии sRANKL для изучения нарушений опорно-двигательного аппарата, связанных описывается. В частности, minicircle (MC) ДНК-технология и гидродинамические методы доставки были использованы для достижения перенос генов из sRANKL в естественных условиях и сверхэкспрессировать мыши sRANKL системно 6.

Этот метод также дополняет другие естественных условиях моделей в остеопороза, например, гормональной модуляции остеокластов следующих овариэктомию 7 и диетического вмешательства диету с низким содержанием кальция 8. Эти модели очень полезны для изучения различных аспектов нарушений опорно-двигательного аппарата, связанных, однако, они требуют хирургических процедур и может занять до нескольких месяцев, в значительной стоимости 9. Удаленными яичниками (OVX) модель грызуна является экспериментальной модели на животных, где удаление яичников приводит к дефицита эстрогенов, тем самым подражая человеческой постменопаузе остеопороза 10. Человека после менопаузы остеопороз, заболевание, при котором эстроген deficiency приводит к повышенному риску переломов костей и остеопороз поражает около восьми миллионов женщин в одних только Соединенных Штатах. Хотя OVX модель полезна для постклимактерического остеопороза предлагает ограниченные преимущества при изучении остеопороза в целом. Эстроген подавляет потерю костной массы, путем индукции остеокластов и остеобластов ингибирования апоптоза, поэтому в его отсутствие увеличился остеокластов активность наблюдается 10-12. Соотношение RANKL-ОПГ дисбаланс, который способствует резорбции кости наблюдается 13. Тем не менее, дефицит эстрогенов в естественных условиях также сопровождается снижением уровня трансформирующий фактор роста β (TGF β), увеличение интерлейкина-7 (IL-7) и TNF, IL-1 и IL-6 14,15. Поскольку эти цитокины известно костного ремоделирования функции модулирующие зависит от RANKL пути, невозможно приписать никакой активации остеокластов исключительно к оси RANKL-RANK. Модель, описанная в этой статье позволяет исследователям изучать в Львовео ось RANKL-ранг в остеокластогенеза и потери костной массы без провоспалительных цитокинов по сравнению с OVX моделях грызунов.

Кроме того, в пробирке методы остеокластогенеза являются важными инструментами для изучения активации остеокластов для потенциальных терапевтического лечения заболеваний опорно-двигательного. Предыдущие исследования также показали, что культивирование костного мозга мыши, полученные макрофагов (BMMs) с мышь макрофагов колониестимулирующего фактора (M-CSF) и мыши sRANKL может привести к остеокластов дифференциации 3,16,17. Здесь, протоколы для генерации многоядерные остеокластов-подобных клеток из костного мозга мыши, а также из человеческих мононуклеарных клеток периферической крови (РВМС) в пробирке 18 описаны. Анализы на основе клеток, необходимых для определения зрелую терминально дифференцированных и полностью функциональный остеокластов также кратко описаны. Эти методы в пробирке дополняют роман в естественных условиях подхода и вместе служить рowerful инструменты следственные учиться остеокластов дифференциации и активации. С помощью этих систем, ученые способны генерировать остеокласты ин виво и ин витро и определить стимулы и сигналы, необходимые для их пролиферации и активации, а также проверить эффективность фармакологических и биологических ингибиторов.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Гидродинамическая Доставка sRANKL MC ДНК

  1. Гидродинамическая Доставка через Mouse хвостовую вену
    1. Взвесьте мыши до инъекции в хвостовую вену. Развести sRANKL или зеленый флуоресцентный белок (GFP) MC в растворе Рингера (предварительно теплой при 37 ° С) в общем объеме ~ 10% от массы тела мыши.
    2. Разминка мышь в клетке в течение 10 мин до инъекции для того, чтобы расширять кровеносные сосуды и сделать боковые вены (LVS) видимые. Монитор мыши тщательно, чтобы избежать обезвоживания и гипертермии.
    3. Как только ПЗ расширены и видно, передавать мышь к фиксатор и вставьте вилку достаточно далеко в ствол сдерживать движение. Монитор мыши для нормальной деятельности, такие как дыхание. Отрегулируйте вилку фиксатор в случае необходимости.
    4. Дезинфицировать области впрыска 3/4 от кончика хвоста со спиртом салфеткой. Используйте 27-30 G иглу для мыши инъекции в хвостовую вену. Держите хвост твердо одной рукой и вставить иглу вв хвостовую вену. Надавите на шприц и завершить инъекции в пределах 5-7 сек.
    5. Удалите иглу из хвостовой вены и оказать давление с ватным тампоном на месте инъекции, чтобы остановить кровотечение. Монитор мыши в течение 15-30 мин, а затем перенести мышь обратно в виварий, как только частота дыхания снижается до нормальной скорости.
  2. Подтверждение выражения системных Мауса sRANKL и количественной оценки мышь Сыворотка TRACP5b Сообщение генного переноса
    1. Разминка мышь в клетке в течение 5-10 мин, чтобы расширять кровеносные сосуды и сделать ПЗ видно. Монитор мыши тщательно, чтобы избежать обезвоживания и гипертермии.
    2. Сделать небольшой надрез с лезвием к хвосту мыши на участке, один вперед от кончика хвоста.
    3. Сбор около 100 мкл крови в трубках разделения сыворотки.
    4. Инкубируйте пробирки разделения сыворотки при комнатной температуре в течение 30 мин.
    5. Центрифуга образцов при 10000 мкг в течение 5 мин и собирают сыворотку. Storе сыворотки в -80 ° С для дальнейшего анализа.
    6. Выполните sRANKL ELISA и мыши сыворотки TRACP5b анализа на образцах сыворотки с использованием коммерческого доступного набора.

2. Экстракорпоральное остеокластов поколения от мыши BMMs

  1. Изоляция и культивирование BMMs
    1. Выделение берцовой и бедренной костей: Эвтаназии донорской мышь с CO 2, и дезинфицировать ноги с 70% этанола. Проанализируйте от лобковой кости к пяточной кости кости, удалить бедра и голени кости нетронутыми.
    2. Удалить кожу и мышцы осторожно, не повредив кость. Поместите обработанный бедра и голени кости в чашку Петри, содержащую забуференный фосфатом физиологический раствор (PBS).
    3. Удаление костного мозга: Обрежьте кончик на одной стороне бедра и голени костей и промойте костный мозг в 50 мл трубки с помощью 1 мл шприц с 25 G иглы, загружается с α-MEM, содержащей 1% пенициллина / стрептомицина (остеокластов Культура Средний / ОСМ).
  2. Культура макрофагов
    1. Граф клеток с помощью гемоцитометра или автоматического счетчика клеток.
    2. Виброплиты 1 х 10 6 клеток на лунку для 6-луночный планшет или 3 х 10 5 клеток на покровных стеклах (5 мм) или дентина ломтиками, помещенных в 96-луночный планшет и инкубировать при 37 ° С
    3. Аспирируйте все носители, содержащие неприкрепленных клеток и инкубируют клетки при 37 ° С со свежим OCM (+), содержащей 25 нг / мл мыши M-CSF в течение 48 часов.
    4. Аспирируйте все носители и инкубировать клетки при 37 ° С со свежим OCM (+) носитель, содержащий 25 нг / мл мыши M-CSF, и 30 нг / мл мышиного sRANKL инициировать остеокластогенез. Пополнение СМИ каждые 3 дня по мере необходимости.
    5. Рост клетокдля примерно 6-8 дней, чтобы сформировать гигантские мульти-ядерные клетки, способные резорбции кости. Как только появляются многоядерные клетки, выполнить ловушке (тартратрезистентной кислой фосфатазы) окрашивания с использованием коммерческого доступного набора, и когда полностью созрел, выполнять функциональные анализы. Визуализация F-актин кольца на покровных использованием фаллоидином пятна и изображение клетки, прикрепленные к дентину ломтики с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), как описано выше 19.

3. Экстракорпоральное остеокластов поколения от человека МНПК

  1. Выделение человека МНПК
    1. Добавьте 10 мл подогретого Histopaque-1077 в 50 мл пробирку.
    2. Пустой лейкоцитов фильтр, полученный из банка крови стерильной PBS в 50 мл пробирку (1:1 соотношение крови с PBS). Слой разбавленной крови над Histopaque решения очень медленно, убедившись, что кровь не смешивается с Histopaque.
    3. Центрифуга образцов при 1000 х г в течение 20 мин при 18 ° С. СледоватьING центрифугирование, тщательно изолировать белый слой светлого сгустка, содержащий лейкоциты и переход к новой 50 мл пробирку.
    4. Развести клетки с PBS и центрифуги снова при 650 х г в течение 5 мин, чтобы собрать клетки.
    5. Удалить супернатант и ресуспендирования клеток в ОПК (-) СМИ и подсчета клеток с помощью счетчика клеток.
  2. Покрытие и Культивирование МНПК
    1. Ресуспендируют клеток в OCM (+) средства массовой информации и пластина 8 х 10 6 клеток / мл на лунку в 6-луночный планшет или 1 х 10 6 клеток / мл на лунку в 96-луночный планшет. Пластина клеток на покровных стеклах (5 мм) в соответствии с требованиями для иммунофлуоресценции изображений, а также на кусочки костей, пригодных для костной резорбции анализов, как описано выше 20.
    2. Изменение питательных сред, пополняя клетки с человеческой M-CSF каждые 2-3 дней или по мере необходимости. Затем переходите к дифференциации шаг на 5-й день, добавляя 30 нг / мл человеческого sRANKL вместе с 25 нг / мл человеческого M-CSF в ОПК (+) СМИ, чтобы инициировать osteoclastogenesесть.
    3. Рост клеток в течение примерно 14 до 21 дней, чтобы сформировать гигантские мульти-ядерных клеток. Как только появляются многоядерные клетки, эти клетки могут быть помечены для ловушка, и когда полностью созрел, функциональные пробы может быть выполнена. F-актина кольца могут быть визуализированы на покровных стеклах с использованием фаллоидином пятно. Морфология клеток могут быть рассмотрены в клетках, прикрепленных к дентину ломтики с помощью СЭМ.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Здесь, методика переноса генов роман для дифференциации остеокластов в естественных условиях и протоколов культивирования клеток для дифференциации клеток-предшественников в остеокласты в пробирке, как способ изучения влияния цитокинов на остеокластогенеза описаны. На рисунке 1, представительные результаты успешного переноса гена GFP и мыши sRANKL MC у мышей показаны. На рисунке 2, представительные образы мыши костного мозга или человека РВМС клеточной дифференцировки время курса культур клеток-предшественников в остеокластов яркими микроскопии показаны. Рисунок 3, представительные изображения из трех независимых методов для характеристики костного мозга мыши, полученные остеокластов показаны . Присутствие мыши sRANKL активирует экспрессию TRAP (фиг.3А и В) и образование F-актина кольца (фиг. 3C и D). Сканирование элекэлектронной микроскопии (SEM) показывает, что мышь sRANKL индуцирует образование гигантских клеток, способных к резорбции кости (фиг. 3E и F). фигуре 4, те же методы характеристики по РВМС человека происходит остеокласты показаны.

Рисунок 1
Рисунок 1. SRANKL в естественных условиях ген-передачи приводит к увеличению остеокластогенеза. Передней вид A, B) мыши экспланты печени и С, D) целые тела изображений из 12-недельных C57BL / 6 самцов мышей вводили 5 мкг GFP или sRANKL MC ДНК. Стрелка указывает GFP выражение в естественных условиях в генной GFP передачи мыши. Мышей переноса генов RANKL служить без фоновой флуоресценции. Изображения с Маэстро 2 Imager, один день после передачи генов (красный и зеленый дenote фон и GFP, соответственно). Е) карта плазмиды sRANKL конструкции МС-ДНК и F) уровне sRANKL в сыворотке анализируемого в 1, 5 и 11 дней после GFP или sRANKL ген передачи. G) Мышь уровень сывороточного TRACP5b проанализированы 11 дней после GFP или sRANKL переноса генов. Масштабные полоски показывают 5 мм A, B, и 10 мм в C, D.

Рисунок 2
В остеокластогенеза в обоих мыши и систем культивирования клеток человека Рисунок 2. Пробирке. Ярко-поле микроскопия из мышиных клеток, выделенных из костного мозга и культивировали в присутствии 25 нг / мл мышиного M-CSF и 30 нг / мл мышиного sRANKL показывающий дифференциацию Время Конечно, в дни), 2 Б) 5 В и С) 8. Яркий поля микроскопия клеток человека, выделенныхиз периферической крови и культивировали в присутствии 25 нг / мл человеческого M-CSF и 30 нг / мл человеческого sRANKL, показывающий временной ход дифференциации в дней D), 4 E) 14 и F) 21. Масштабные полоски показывают 20 мкм.

Рисунок 3
Рисунок 3. Генерация и характеристика остеокластов мыши. TRAP окрашивание (розовый) из мышиных клеток, выделенных из костного мозга и культивировали в течение 6 дней в присутствии 25) нг / мл мышь M-CSF или B) 25 нг / мл M мышь -CSF и 30 нг / мл мышиного sRANKL. Фаллоидином (зеленый) и DAPI (синий) окрашивание клеток мыши, выделенных из костного мозга и культивировали в течение 8 дней в присутствии С) 25 нг / мл мышь M-CSF или D) 25 нг / мл мышь M-CSF и 30 нг / мл мышиного sRANKL, показывающую образование FaCTIN кольцо в многоядерные клетки. SEM микрофотографии клеток мыши, выделенных из костного мозга и культивировали в течение 8 дней в присутствии Е) 25 нг / мл мышь M-CSF или F) 25 нг / мл мышь M-CSF и 30 нг / мл мышиного sRANKL, показывающую образование резорбции кости области на как показано стрелками. Масштабные полоски показывают 40 мкм в нашей эры, и 30 мкм в Е, F.

Рисунок 4
Рисунок 4. Формирование и характеристика человека остеокластов. TRAP окрашивание (розовый) из клеток человека, выделенных из РВМС и культивировали в течение 15 дней в присутствии 25) нг / мл человеческого M-CSF или B) 25 нг / мл человеческого M- CSF и 30 нг / мл человеческого sRANKL. Фаллоидином (зеленый) и DAPI (синий) окрашивание клеток человека, выделенных из РВМС и культивируют в течение 19 дней в присутствии С) D) 25 нг / мл человеческого M-CSF и 30 нг / мл человеческого sRANKL, показывающую образование F-актина колец в многоядерных клеток. SEM микрофотографии клеток человека, выделенных из РВМС и культивировали в течение 18 дней в присутствии Е) 25 нг / мл человеческого M-CSF или F) 25 нг / мл человеческого M-CSF и 30 нг / мл человеческого sRANKL, показывающую образование резорбции областей на кости как показано стрелками. Масштабные полоски показывают 10 мкм в А, В, 20 мкм в С, D 15 мкм в Е, F.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Опорно-двигательного аппарата, являются основными причинами заболеваемости и инвалидности и состоят из более чем 150 заболеваний и синдромов; влияя на приблизительно 90 миллионов американцев сегодня. Воспаление суставов и разрушения кости являются преобладающими особенности опорно-двигательного аппарата, в том числе артрит и остеопороз. Остеопороз является состоянием, которое ослабляет целостность костей, что часто приводит к переломам костей. Артрит является хроническим, изнурительным заболевание, характеризующееся воспалением суставов, которые становятся опухшими, нежная и жесткая ограничивающих нормальное движение и может привести к инвалидности. Хотя патогенез заболеваний опорно-двигательного сильно отличается друг от друга, разрушение костной ткани является главной общей чертой. Разрушение кости в опорно-двигательного аппарата, прежде всего, вызвано дисбалансом между костной резорбции и формирования костной ткани 21,22. Один терапевтический подход, чтобы попытаться блокировать способность этих клеток, чтобы уничтожить кости ин виво и ин витро.

Естественных модель в описанный здесь использует minicircles, представляющие собой небольшие эписомные ДНК-векторы (~ 4kb) освобожденные от бактериальной позвоночника, что также служат в качестве трансгенных носителей 24. Minicircles выразить трансгены 10-1000 раз выше, чем обычно, бактериальных плазмид с стабильной экспрессии на срок до нескольких месяцев. Чем меньше размер молекул minicircles способствует более эффективному курсу трансфекции и существенного выражения сравнения с нормальными бактериальных плазмид 24. Поэтому minicircles в настоящее время широко применяется в доклинических исследований переноса генов 25,26. Гидродинамическая доставка хорошо развитая метод, основанный на гидродинамического давления в капиллярах, чтобы доставить ДНК плазмиды во все тело мыши. Гидродинамическая доставки генов в гепатоциты через инъекции в хвостовую вену мышей, хорошо разработана то выразить трансген по ДНК плазмиды 6. В этих исследованиях гиперэкспрессией мыши sRANKL в в естественных условиях мышиной модели достигается sRANKL МС и гидродинамической доставки через хвостовую вену инъекций. Мышь sRANKL ELISA может быть использован для обнаружения сывороточные уровни RANKL у мышей. Значительное повышение мыши сыворотки TRACP5b, в резорбции кости маркера 27, наблюдается в sRANKL мышей переноса генов. Следует отметить, что эта методика не ограничивается избыточной экспрессии sRANKL; он также может быть дополнительно применен к сверхэкспрессии другие секретируемые белки 28. Основная техническая сложность в этой процедуре является гидродинамическая доставка через хвостовую вену. Помимо регулярной инъекции в хвостовую вену, гидродинамическая доставка требуется доставку minicircles в больших объемах физиологического раствора в мышей в течение 5-7 сек. Таким образом, устойчивые обработки и нагнетательных методы имеют важное значение для успеха с этой процедурой. Создание sRANKL трансгенных мышей и другой подход для osteoc в естественных условияхlastogenesis. Тем не менее, высокий уровень sRANKL может привести к эмбриональной летальности 4 и генерации трансгенных мышей также дорого и отнимает много времени.

В OVX грызунах, оба воспалительные цитокины, такие как TNF, IL-1 и IL-6 и невоспалительные цитокинов sRANKL способствовать в естественных условиях остеокластогенеза и потери костной массы. sRANKL модель перенос генов приводит к избыточной экспрессии только невоспалительной цитокинов sRANKL. Таким образом, модель переноса генов sRANKL описано здесь предлагает исследователям мощный инструмент для изучения вклада оси RANKL-ранг в костной ткани при отсутствии воспаления.

Метод в пробирке остеокластов культура, которая включает в себя совместное культивирование клеток костного мозга и остеобласты, была создана в конце 1980-х до начала открытия RANKL в конце 1990-х 29,30. Рекомбинантный M-CSF и RANKL побудить остеокластов дифференциацию эффективно в пробиркей метод был описан ранее в других исследованиях 3,31. M-CSF как известно, стимулирует экспрессию ранга в ранних предшественников остеокластов 32 и действовать как фактор выживания для предшественников остеокластов и зрелых остеокластов 33. RANKL имеет важное значение для остеокластов дифференциации и активации 3. Здесь, метод остеокластогенеза в пробирке описано. Успешное культивирование и дифференциация клеток-предшественников в остеокластов требуют изоляции стерильную клеток и правильные методы металлизации, а также тщательное понимание урожая приурочен клеток. Рассчитано покрытие из ячеек имеет решающее значение, так как требует дифференциации остеокластов слияние клеток-предшественников остеокластов 34 и недостаточное количество клеток-предшественников остеокластов не будет способствовать слияние и дифференцировку клеток-предшественников остеокластов в. Аналогичным образом, избыточное количество клеток-предшественников остеокластов, приводит к образованию комков и в конечном итоге гибель клеток. Удаление нераспространении-прилипшие клетки 2 часа после посева клеток может помочь сохранить оптимальное число клеток. Наконец, время сбора урожая клеток очень важно, поскольку остеокластов неизлечимо дифференцированных короткоживущие клетки с продолжительностью жизни около 48 часов 35. Таким образом, клетки должны быть собраны в течение 48 часов после первого наблюдения многоядерные клетки. Эти клетки затем можно охарактеризовать ловушку и окрашивания F-актина с помощью иммуногистохимии и костную резорбцию активность может быть обнаружена методом сканирующей электронной микроскопии (SEM). Эти экспериментальные подходы позволяют четкое определение остеокластов в терминах их фенотипа и функции.

В естественных условиях и в пробирке методов, описанных здесь, будет способствовать развитию ингибиторов остеокластов в настоящее время в доклинических исследованиях, которые порождают эффективных терапевтических стратегий для миллионов остеопороза и больных артритом по всему миру.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
alpha-MEM Life Technologies  12561-056
Human M-CSF Miltenyi Biotec 130-096-492
Mouse M-CSF Miltenyi Biotec 130-094-643
Human RANK-Ligand - soluble Miltenyi Biotec 130-094-631
Mouse RANK-Ligand - soluble Miltenyi Biotec 130-094-076
Tailveiner Restrainer for mice Braintree TV-150 STD
Mouse TRANCE/RANK L/TNFSF11 Quantikine ELISA Kit  R&D systems MTR00
Acid Phosphatase, Leukocyte (TRAP) Kit Sigma 387A
MouseTRAP assay  immunodiagnostic systems SB-TR103

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Yelin, E. Cost of musculoskeletal diseases: impact of work disability and functional decline. The Journal of rheumatology. Supplement. 68, 8-11 (2003).
  2. Boyce, B. F., Rosenberg, E., de Papp, A. E., Duong le, T. The osteoclast, bone remodelling and treatment of metabolic bone disease. European journal of clinical investigation. 42, 1332-1341 (2012).
  3. Lacey, D. L., et al. Osteoprotegerin ligand is a cytokine that regulates osteoclast differentiation and activation. Cell. 93, 165-176 (1998).
  4. Mizuno, A., et al. Transgenic mice overexpressing soluble osteoclast differentiation factor (sODF) exhibit severe osteoporosis. Journal of bone and mineral metabolism. 20, 337-344 (2002).
  5. Bucay, N., et al. osteoprotegerin-deficient mice develop early onset osteoporosis and arterial calcification. Gene., & development. 12, 1260-1268 (1998).
  6. Suda, T., Liu, D. Hydrodynamic gene delivery: its principles and applications. Molecular therapy: the journal of the American Society of Gene Therapy. 15, 2063-2069 (2007).
  7. Wronski, T. J., Dann, L. M., Scott, K. S., Cintron, M. Long-term effects of ovariectomy and aging on the rat skeleton. Calcified tissue international. 45, 360-366 (1989).
  8. Seto, H., Aoki, K., Kasugai, S., Ohya, K. Trabecular bone turnover, bone marrow cell development, and gene expression of bone matrix proteins after low calcium feeding in rats. Bone. 25, 687-695 (1999).
  9. Lelovas, P. P., Xanthos, T. T., Thoma, S. E., Lyritis, G. P., Dontas, I. A. The laboratory rat as an animal model for osteoporosis research. Comparative medicine. 58, 424-430 (2008).
  10. Sherman, B. M., West, J. H., Korenman, S. G. The menopausal transition: analysis of LH, FSH, estradiol, and progesterone concentrations during menstrual cycles of older women. The Journal of clinical endocrinology and metabolism. 42, 629-636 (1976).
  11. Hughes, D. E., et al. Estrogen promotes apoptosis of murine osteoclasts mediated by TGF-beta. Nature medicine. 2, 1132-1136 (1996).
  12. Kousteni, S., et al. Nongenotropic, sex-nonspecific signaling through the estrogen or androgen receptors: dissociation from transcriptional activity. Cell. 104, 719-730 (2001).
  13. Ominsky, M. S., et al. RANKL inhibition with osteoprotegerin increases bone strength by improving cortical and trabecular bone architecture in ovariectomized rats. Journal of bone and mineral research : the official journal of the American Society for Bone and Mineral Research. 23, 672-682 (2008).
  14. Kitazawa, R., Kimble, R. B., Vannice, J. L., Kung, V. T., Pacifici, R. Interleukin-1 receptor antagonist and tumor necrosis factor binding protein decrease osteoclast formation and bone resorption in ovariectomized mice. The Journal of clinical investigation. 94, 2397-2406 (1994).
  15. Weitzmann, M. N., Pacifici, R. Estrogen deficiency and bone loss: an inflammatory tale. The Journal of clinical investigation. 116, 1186-1194 (2006).
  16. Suda, T., Nakamura, I., Jimi, E., Takahashi, N. Regulation of osteoclast function. J Bone Miner Res. 12, 869-879 (1997).
  17. Asagiri, M., Takayanagi, H. The molecular understanding of osteoclast differentiation. Bone. 40, 251-264 (2007).
  18. Matsuzaki, K., et al. Osteoclast differentiation factor (ODF) induces osteoclast-like cell formation in human peripheral blood mononuclear cell cultures. Biochemical and biophysical research communications. 246, 199-204 (1998).
  19. Adamopoulos, I. E., et al. Synovial fluid macrophages are capable of osteoclast formation and resorption. The Journal of pathology. 208, 35-43 (2006).
  20. Adamopoulos, I. E., et al. Interleukin-17A upregulates receptor activator of NF-kappaB on osteoclast precursors. Arthritis researc., & therapy. 12, (2010).
  21. Jones, D., Glimcher, L. H., Aliprantis, A. O. Osteoimmunology at the nexus of arthritis, osteoporosis, cancer, and infection. J Clin Invest. 121, 2534-2542 (2011).
  22. Sato, K., Takayanagi, H. Osteoclasts, rheumatoid arthritis, and osteoimmunology. Curr Opin Rheumatol. 18, 419-426 (2006).
  23. Das, S., Crockett, J. C. Osteoporosis - a current view of pharmacological prevention and treatment. Drug design, development and therapy. 7, 435-448 (2013).
  24. Chen, Z. Y., He, C. Y., Ehrhardt, A., Kay, M. A. Minicircle DNA vectors devoid of bacterial DNA result in persistent and high-level transgene expression in vivo. Molecular therapy : the journal of the American Society of Gene Therapy. 8, 495-500 (2003).
  25. Kay, M. A., He, C. Y., Chen, Z. Y. A robust system for production of minicircle DNA vectors. Nature biotechnology. 28, 1287-1289 (2010).
  26. Chen, Z. Y., He, C. Y., Kay, M. A. Improved production and purification of minicircle DNA vector free of plasmid bacterial sequences and capable of persistent transgene expression in vivo. Human gene therapy. 16, 126-131 (2005).
  27. Halleen, J. M., et al. Tartrate-resistant acid phosphatase 5b: a novel serum marker of bone resorption. Journal of bone and mineral research : the official journal of the American Society for Bone and Mineral Research. 15, 1337-1345 (2000).
  28. Adamopoulos, I. E., et al. IL-23 is critical for induction of arthritis, osteoclast formation, and maintenance of bone mass. J Immunol. 187, 951-959 (2011).
  29. Suda, T., Takahashi, N., Martin, T. J. Modulation of osteoclast differentiation. Endocrine reviews. 13, 66-80 (1992).
  30. Takahashi, N., et al. Osteoblastic cells are involved in osteoclast formation. Endocrinology. 123, 2600-2602 (1988).
  31. Bradley, E. W., Oursler, M. J. Osteoclast culture and resorption assays. Methods Mol Biol. 455, 19-35 (2008).
  32. Arai, F., et al. Commitment and differentiation of osteoclast precursor cells by the sequential expression of c-Fms and receptor activator of nuclear factor kappaB (RANK) receptors. The Journal of experimental medicine. 190, 1741-1754 (1999).
  33. Fuller, K., et al. Macrophage colony-stimulating factor stimulates survival and chemotactic behavior in isolated osteoclasts. The Journal of experimental medicin. 178, 1733-1744 (1993).
  34. Edwards, J. R., Mundy, G. R. Advances in osteoclast biology: old findings and new insights from mouse models. Nature reviews. Rheumatology. 7, 235-243 (2011).
  35. Weinstein, R. S., et al. Promotion of osteoclast survival and antagonism of bisphosphonate-induced osteoclast apoptosis by glucocorticoids. The Journal of clinical investigation. 109, 1041-1048 (2002).

Tags

Медицина выпуск 88 остеокластов артрит minicircle ДНК макрофаги культуры клеток гидродинамическая доставка
Роман<em&gt; В естественных условиях</em&gt; Перенос генов Техника и<em&gt; В пробирке</em&gt; Сотовый основе Анализы для исследования костного Потери в опорно-двигательного аппарата
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Wu, D. J., Dixit, N., Suzuki, E.,More

Wu, D. J., Dixit, N., Suzuki, E., Nguyen, T., Shin, H. S., Davis, J., Maverakis, E., Adamopoulos, I. E. A Novel in vivo Gene Transfer Technique and in vitro Cell Based Assays for the Study of Bone Loss in Musculoskeletal Disorders. J. Vis. Exp. (88), e51810, doi:10.3791/51810 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter