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圖1.破骨細胞分化過程圖[1]
在破骨細胞分化成熟的過程中，RANK /RANKL/OPG系統起著分化調控樞紐的作用，是調節破骨細胞分化成熟的關鍵信號途徑。核因子κB 受體活化因子配體（Receptor Activator for Nuclear Factor-κBLigand，RANKL）被認為是促進破骨細胞最為分化成熟及其功能活性最重要的因子，M-CSF可誘導RANK在破骨細胞前體的細胞膜上表達，進而使表達RANK的破骨前體細胞和RANKL結合并產生效應，誘導破骨細胞分化。因此在體外誘導破骨細胞分化過程中RANKL和M-CSF兩種細胞因子缺一不可。現在破骨細胞主要采用的誘導法是骨髓單核細胞誘導法和RAW264.7細胞系誘導法。
小鼠骨髓單核細胞誘導
實驗方案：
取6-17周齡小鼠，使用CO2吸入或頸椎脫臼致死。用70%酒精消毒小鼠毛皮。
小心地取出股骨和脛骨，并將其放入10厘米的培養皿中。
無菌條件下準備股骨和脛骨：
盡可能使用鑷子和剪刀去除所有皮膚、肌腱和肌肉。
用手術刀或剪刀切掉所有骨頭的兩端。
使用5ml注射器和23-G針頭在新鮮培養皿中用10ml破骨細胞培養基從所有骨頭中沖洗出骨髓。丟棄已沖洗的骨骼。
使用1ml注射器和27-G針頭，通過將細胞懸浮液吸入注射器和從注射器中抽出，盡可能分離細胞聚集體。然后，通過70µm細胞過濾器沖洗細胞懸液，并將其放入50 ml錐形離心管中。
用2ml培養基沖洗細胞過濾器的尼龍網。
獲得的細胞懸液300×g，4°C下離心7min，棄上清。
用5ml紅細胞裂解液重懸細胞。冰上裂解10min。
離心，棄上清。再用5ml含10%FBS的 α-MEM培養基重懸，離心，棄上清。
用5ml含M-CSF (25 ng/ml）和10%FBS的 α-MEM培養基重懸細胞。接種于6孔細胞培養板中（每只小鼠一孔），置于37°C、5%CO2細胞培養箱中過夜（14至18小時）。
第二天，吸取培養基，收集未粘附的細胞，注意勿刮擦平板底部。將培養基轉移至50ml錐形離心管中。300×g，4℃，離心7min，棄上清。
用5ml含10%FBS的 α-MEM培養基重懸細胞，并使用細胞計數裝置計數活細胞。
以1×106cells/ml密度接種于培養板上，并加入M-CSF（50ng/ml）和RANKL（25–100 ng/ml）。
3天后更換培養基。第五天左右一般能觀察到多核成熟破骨細胞。
TRAP染色鑒定破骨細胞。
注意：
使用的RANKL和M-CSF濃度可能因小鼠和實驗室條件而異。
從RANKL和M-CSF添加后的第4天起，每天至少觀察一次細胞，因為小鼠破骨細胞在分化后非常不穩定。破骨細胞形成初期，細胞呈紡錘形，成熟后，細胞變大，多核，呈圓形。與人類破骨細胞相反，小鼠破骨細胞在成熟后24小時內死亡。
由巨噬細胞系RAW264.7誘導破骨細胞
實驗方案：
用含10%FBS的α-MEM培養基將RAW264.7細胞制成細胞懸液，以3×104 cells/孔的密度接種于24孔板中。
細胞接種12h后，加入RANKL（20-100ng/ml）。
每3天更換培養基，并同時補加RANKL（20-100ng/ml）。
較為明顯的多核破骨細胞將在分化培養4天后開始出現，并在第5天至第6天逐漸變得豐富。
進行TRAP染色，鑒定破骨細胞形成情況。
注意：
RAW264.7細胞在含有10%FBS的RPMI-1640或DEME培養基中可以增殖并保持其分化為破骨細胞的能力，而其在含有10%FBS的α-MEM中培養可進行破骨細胞分化試驗。
RAW 264.7細胞表達M-CSF及其受體c-fms。因此，僅加入RANKL就足以誘導破骨細胞分化，無需額外加入M-CSF。
（*以上方案供參考，根據實驗情況具體優化）
破骨細胞能否誘導成功影響因素眾多，其中調節信號通路的關鍵細胞因子至關重要。翌圣生物提供高活性HiActi™細胞因子RANKL和M-CSF，高純度、高質量，助力破骨細胞培養。
數據展示
高純度（>95%）
高活性(Cell based assay）
產品名稱 | 貨號 | 規格 |
Mouse RANKL | 90630ES08 | 5 μg |
Mouse M-CSF | 91114ES10 | 10 μg |
Human RANKL | 90629ES50 | 50 μg |
Human M-CSF | 91103ES10 | 10 μg |
參考文獻
[1]William J. Boyle*, W. Scott Simonet? & David L. Lacey.Osteoclast differentiation and activation.Nature, 423, pages337–342 (2003).
