생체 외에서 Osteoclastogenesis에 자연 우라늄의 영향을 분석 하기 위한 방법
Summary
우라늄은 골 대사에 영향을 미칠으로 알려져 있다. 여기, 선물이 생존, 분화, 및 osteoclasts 뼈 재흡수를 담당 하 고 세포의 기능에 자연 우라늄 노출의 효과 조사 하기 위한 프로토콜.
Abstract
우라늄은 뼈 생리학 방해을 보여줘 왔다 그리고 그것은 잘이 금속 뼈에 축적 되어 설립. 그러나, 작은 뼈 세포의 행동에 자연 우라늄의 효과 대 한 알려져 있다. 특히, osteoclasts 뼈 매트릭스의 재흡수에 대 한 책임 셀에 우라늄의 충격은 문서화 되어 있지. 이 문제를 조사, 우리 osteoclast 선구자의 모델로 자연 우라늄의 원본과 murine RAW 264.7 세포 라인으로 uranyl 아세테이트를 사용 하 여 새 프로토콜을 설립 했다. 여기, 우리가 상세한 osteoclast 선구자에 우라늄 세포 독성을 테스트 하 고는 osteoclastogenesis에 그리고 성숙한 osteoclasts의 resorbing 기능에 미치는 영향을 평가 하는 데 필요한 모든 분석 실험. 우리가 개발한 조건, 특히 uranyl 포함 된 문화 미디어의 준비와 RAW 264.7 시드 셀 안정적이 고 높은 생식 결과를 얻을 수 있습니다. 또한, 우리 osteoclasts의 크기 또는 resorbed 매트릭스의 비율 등 다양 한 매개 변수 분석을 촉진 하기 위하여 소프트웨어 도구의 사용을 최적화 했습니다.
Introduction
우라늄은 자연 발생 방사능 요소 토양, 공기 및 물;에 따라서, 동물과 인간은 그들의 규정식에 있는 자연 우라늄에 노출 됩니다. 자연 소스 뿐만 아니라 우라늄 어떤 환경에서 그것의 풍부를 증가 anthropogenic 활동에서 유래. 우라늄 화학 및 방사능 위험 포즈. 그러나, (이 동위 원소 혼합물 포함 99.27 238U, 0.72 235U, 그리고 0.006 234U) 자연 우라늄 낮은 특정 활동 (25.103 Bq.g-1)가 있기 때문에 건강에 미치는 영향에 기인의 화학 독성입니다.
무엇이 든 해당 항목 경로 (흡입, 섭취, 또는 피부 노출), 대부분 우라늄의 배설물 제거는 시체를 입력 하 고 단지 작은 부분에 도달 하면 조직의 순환. 혈액에서 우라늄의 약 67%에 신장에 의해 필터링 되 고 24 h1내 소변에서 시체를 나뭇잎. 나머지는 주로 신장과 뼈, 우라늄의 독성2,,34의 두 가지 주요 표적 기관에 입금 됩니다. 여러 연구 탐험 실시 되어 골격 우라늄 장기 보존2,,34,,56의 주 사이트 발견 되었습니다, 때문에 골 생리학7에 우라늄의 효과.
뼈는 일생에 걸쳐 지속적으로 리 모델링 광물 화 된 조직 이다. 뼈는 복잡 한 프로세스 전문된 셀 형식에 따라 달라 집니다 이며 대부분의 두 단계로 구성 됩니다: osteoclasts 하 여 기존의 오래 된 매트릭스의 재흡수 osteoblasts 드 노 보 뼈 구조에 의해 옵니다. Osteoclasts 있습니다 큰 多 어디 그들은8뼈를 연결 하는 재흡수 사이트로 마이그레이션하는 조 혈 근원의 전조 세포의 융해에서 유래. 그들의 첨부 파일은 그들의 골격9의 광범위 한 개편으로 동시에 발생합니다. 이 개편은 셀과로 osteoclast secretes 양성자, hydroxyapatite, 및의 저하에 관련 된 프로 테아의 해체로 이어지는 뼈 표면 사이 격리 된 구획의 설립을 위한 필요는 유기 매트릭스입니다. 결과 저하 제품 endocytosed, 뼈 표면에 반대 막 영역에 셀을 통해 수송 되며, 분 비, transcytosis10,11을 불리는 과정.
Vivo에서 그리고 생체 외에서 학문에서 결과 우라늄 뼈 형성 억제와 osteoblasts7,12의 활동을 변경 나타냅니다. 대조적으로, 뼈 재흡수 및 osteoclasts에 우라늄의 효과 제대로 탐험 되었습니다 있다. 여러 vivo에서 연구 쥐 또는 쥐13,14uranyl 질 산의 관리 후 뼈 재흡수의 향상을 보고 있다. 또한, 역학 조사는 식 수를 통해 우라늄 섭취의 증가 경향이 남자15뼈 재흡수 표시자의 혈 청 수준에 있는 증가와 관련 된 제안 했다. 함께 찍은, 이러한 결과 우라늄, 뼈에 축적 되어 뼈 재흡수를 홍보할 수 있는 결론으로 이끌어 냈다. 그러나, 우라늄의이 잠재적인 효과에 관련 된 세포 메커니즘 미결 문제 남아 있다. 이러한 이유로, 우리는 뼈 세포 resorbing의 동작에 우라늄의 영향을 검사 하기로 결정 했다.
여기, 우리는 우리가 설정한 프로토콜 설명 하 특성화 고와 osteoclasts 차별화 및 resorptive 활동 사전 osteoclasts 생존에 자연 우라늄의 효과 계량. 여기에 설명 된 실험 RAW 264.7 murine 변형 된 macrophage 셀 라인,는 쉽게 osteoclasts 때 4 ~ 5 일에 대 한 cytokine RANKL의 존재 양식으로 분화 할 수 있다 하 고 고전적인 연구에 사용 되는 할 osteoclast 차별화 및 기능16. 개발 절차는 신뢰할 수 있는, 높은 재현성 결과는 완전히 기본 osteoclasts에 적용. 모든 이러한 이유로, 우리는이 방법론은 뼈에 우라늄 독성에 관련 된 분자 메커니즘을 더 잘 이해 해 줘 유용 믿습니다. 또한, 우리는이 이렇게 새로운 우라늄 킬레이트 화 대리인 확인을 위한 검사 도구로 적응 될 수 있다고 생각 합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
우리가 알기로 이것이 처음으로 뼈 세포를 resorbing에 자연 우라늄의 효과 연구를 목표로 자세한 절차 설명 하. 이 방법은 뼈 생리학에 우라늄 영향의 더 나은 이해를 달성 하는 데 유용 되며 우라늄 chelators의 심사에 대 한 흥미로운 새로운 도구를 제공할 수 있습니다. 또한, 우리는 여기에 설명 된 프로토콜 osteoclatogenesis에 다른 중 금속의 영향을 연구에 적용 될 수 믿습니다.
그…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자 Chantal Cros 도움이 기술 지원에 대해 감사 하 고 싶습니다.
이 연구는에서 교부 금에 의해 투자 되었다는 “Commissariat à l’Energie Atomique 외 보조 에너지 대안” (URANOs-프로그램 횡단 de Toxicologie du CEA와 CPRR CEA-AREVA), ANR에서 (우라늄의 독성: biomineralization의 다단계 접근 뼈, ANR-16-CE34-0003에서에서 처리). 이 작품 또한 좋은 소피아 앙 티 폴리스는 CNRS의 대학에 의해 지원 되었다.
Materials
| DMEM | Lonza | BE12-604F | |
| α-MEM | Lonza | BE12-169F | |
| EMEM without phenol red | Lonza | 12-668E | |
| Water for cell culture | Lonza | BE17-724F | |
| PBS | Sigma-Aldrich | D8537 | |
| Penicillin-Streptomycin solution | Sigma-Aldrich | P4333 | |
| L-Glutamine solution | Sigma-Aldrich | G7513 | |
| Trypan Blue Solution 0.4% | Sigma-Aldrich | T8154 | |
| HyClone fetal bovine serum | GE Life Sciences | SH30071.03 | |
| 7.5% sodium bicarbonate aqueous solution | Sigma-Aldrich | S8761 | |
| Acid Phosphatase, Lekocyte (TRAP) kit | Sigma-Aldrich | 387A | |
| Thiazolyl Blue Tetrazolium Bromide (MTT) powder | Sigma-Aldrich | M5655 | |
| Dimethyl sulfoxide | Sigma-Aldrich | D5879 | |
| Alizarin Red S sodium salt, 1% w/v aq. sol. | Alfa Aeros | 42746 | |
| Osteoassay bone resorption plates, 24 well plates | Corning Life Sciences | 3987 | |
| Multiwell 24 well plates | Falcon | 353504 | |
| Flask 75 cm2 | Falcon | 353133 | |
| Polypropylene Conical Tubes 50 ml | Falcon | 352070 | |
| Cell scrapers 30 cm | TPP | 90003 |
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