Biz iki kemiğin insan hücre hatları ile yayımlanan veziküller mineraller durumunu karşılaştırmak için bir iletişim kuralı mevcut: hFOB 1.19 ve SAO’lar-2. Qafqaz profillerini Alizarin Red-boyama, ultraviyole (UV) ışık görselleştirme, transmisyon elektron mikroskobu (TEM) görüntüleme ve enerji dağıtıcı x-ışını microanalysis (EDX) tarafından S (AR-S) analiz edildi.
Bu video enerji dağıtıcı x-ışını microanalysis (TEM-EDX) iki kemiğin insan hücre hatları ile yayımlanan veziküller mineraller durumunu karşılaştırmak için iletim elektron mikroskobu kullanımını sunar: hFOB 1.19 ve SAO’lar-2. Askorbik asit (AA) ve β-gliserofosfat (β-GP) ile tedavi sonrası bu hücre satırları Qafqaz için nükleer silahların yayılmasına karşı gelen tam osteojenik transdifferentiation geçmesi ve apatit çekirdekleşme tetiklemek matris veziküller (MVs) üretmek hücre dışı matriks (ECM).
Alizarin Red-S (AR-S) boyama ve mineraller ultraviyole (UV) ışık kullanarak hücre lysates veya veziküller ardından EDX Nefelometri ve iyon eşleme TEM Imaging’i kullanma kompozisyon analizi dayalı, biz o osteosarkom sonucuna SAO’lar-2 ve osteoblastik hFOB 1.19 hücreler ayrı Qafqaz profilleri ortaya koyuyor. SAO’lar-2 hücreleri hFOB 1.19 hücreleri daha verimli bir şekilde mineralize ve UV ışığı altında görünür olmayan ancak onlar-si olmak daha fazla Ca ve F oyuncu değişikliği hidroksiapatit (HA) açısından benzerdirler büyük maden yatakları üretmek.
Bu teknikleri kullanarak elde edilen sonuçları Qafqaz sürecinin hücre türüne bağlı olarak farklı olduğunu sonuçlandırmak sağlamak. Hücresel düzeyde, kökeni ve veziküller özelliklerini mineraller türünü kazanmakla, öneriyorum.
Kemik bağ dokusu iki kısımdan oluşur bir türüdür: organik (hücreleri ve kollajen lifler) ve mineral (kalsiyum ve fosfat bileşikleri). Ana mineral kemikleri apatitler1bileşenleridir. Qafqaz yetkili hücreler kemik (dokusunu), diş (odontoblasts) ve kıkırdak (kondrosit) farklı türde hücre dışı matriks (ECM) proteinler üreten ve matris bırakmadan Qafqaz ilk adımları düzenleyen veziküller (MVs) (Şekil 1). MVs kalsiyum ve fosfat apatit çekirdekleşme kolaylaştırmak biriken ve daha sonra bağlamak kollajen2,3‘ e 100-300 nm çapında veziküller vardır. Sonra hücre dışı ortama apatitler serbest bırakmak için MVs parçalanır. Apatitler kollajen lifleri ile temas halinde büyümeye ve kemik matris oluşturmak devam. Qafqaz Pben ve Ca2 + ekstraselüler ortamda sürekli tedarik tarafından sürekli. Kısa bir süre önce bazı veriler bizim model4,5desteği. Yumuşak dokular fizyolojik koşullar altında mineralize değil. Ancak, ektopik kalsifikasyon vasküler kalsifikasyon3gibi patolojik şartlar altında meydana gelebilir. Osteoblast fenotip elde damar hücreleri apatitler çekirdekleşme teşvik ve kan damarlarının duvar medial ve intimal katmanlarındaki Qafqaz başlatmak MVs üretebilir. Ektopik kalsifikasyon beri normal endochondral Qafqaz3Qafqaz kemik hücreleri moleküler mekanizmaları anlama, benzer ve kondrosit bazı ipuçları vardır yumuşak dokuların ektopik önkol kemiğinde kireçlenme. sağlamalıdır kurdu.
İskelet doku gelişimi çeşitli enzimler, büyüme faktörleri ve rehberleri veya Qafqaz inhibitörleri tarafından düzenlenir. Uzlaşmaz eylem doku ettiren alkalen fosfataz (TNAP) (Şekil 1) ve ectonucleotide pyrophosphatase/fosfodiesteraz ben (NPP1), ankyrin (ANK), ile birlikte inorganik pirofosfat (PPben) konsantrasyonu kontrol eder 6. PPben, HA oluşumu, güçlü bir inhibitörü TNAP; hidrolize NPP1 nükleotit trifosfatlar arasında ANK PPben için ECM hücreden verir iken PPben oluşturmak üzere hidrolize. Pi/ÜFE oranı apatit oluşumu7,8 olası patolojik sonuçları9ile düzenleyen.
MV membran çekirdekleşme sürecinde (Şekil 1) kalsiyum ve fosfat MVs içinde yağış ilk kolaylaştırmak iyon taşıma proteinlerde zenginleştirilmiştir. Fosfat ışınlama 1 (çukur) MVs10,11perivesicular uzayda oluşturulan Pben dahil etmek için yardımcı olur. Annexins bağlama ve Ca2 + ulaşım ve Qafqaz MV lümen12,13‘ te başlattığı biyofiziksel süreç içinde tutulabilir. Biz daha önce apatit ECM14,15dakika sonra onun yayılma önce MV içinde iç çekirdekleşme intrasitoplazmik keseleri içinde Qafqaz için önerilen hipotez, iyilik. Vitro modelleme indüksiyon Ca2 +/Pben kompleksleri oluşumu PS ve AnxA516yapılan proteoliposomes doğruladı. Bu o birikimi gösteriyor olabilir sahip Ca2 +, Pben, lipid sallar, microvilli gibi membranesrepresent (NC) çekirdekleşme özünü apatit MVs. Annexins ve TNAP içinde AnxA5 ve PS kompleksleri ayrıca kollajen bağlayıcı kapasiteleri MVs kollajen lifleri boyunca koyarak ve ECM Qafqaz yayılmasını teşvik edici olarak yararlı olabilir. Fetuin A ve osteopontin (OPN)17, Qafqaz kolajen iskele üzerinde yayılmasını yavaşlatmak apatit oluşumu inhibitörleri olarak bilinir. Çekirdekleşme ve yayılma farklı olaylar, ikincisi, önceki eski vardır ve her ikisi de patolojik Qafqaz işlemi için uygun olmayabilir.
Kalsiyum fosfat kompleksleri Kimya fizyolojik Qafqaz ve ektopik kalsifikasyon nasıl değişebilir keşfetmek için hücreleri tarafından üretilen mineraller tanımlamak gereklidir. Apatitler kalsiyum ve fosfat genel kristal birim hücre formülü Ca10(PO4)6X2ile mineraller içeren bir grup, burada X = Cl, F, OH. 18aşağıdaki gibi sınıflandırılır: fluorapatite (FA) Ca10(PO4)6F2, chlorapatite (CA) Ca10(PO4)6Cl2 ve hidroksiapatit (HA) Ca10(PO4 )6(OH)2.
Her hücre kültürünü Qafqaz ayrı bir profil sergileyen bu yana osteoblast hücre hatları seçimi mineral oluşumu ikna etmek için çok önemlidir. Bu raporda, Qafqaz iki insan hücre modelleri tarafından mineraller çekirdekleşme karşılaştırıldığında: osteoblastik hFOB 1.19 hücreleri ve SAO’lar-2 osteosarkom hücreleri. Osteosarkom kaynaklı hücreler osteoblastik modelleri olarak yaygın olarak kullanılır ve farklılaşmamış insan fetal hFOB hücreler yaygın olarak normal osteoblastik bir model olarak kullanılır iken SAO’lar-2 hücreleri en olgun osteoblastik karakter19 korunmuş farklılaşma20. Qafqaz profillerini farklı yöntemlerle analiz edildi: Alizarin Red-S (AR-S) boyama, ultraviyole (UV) ışık görselleştirme, transmisyon elektron mikroskobu (TEM) görüntü, enerji dağıtıcı x-ışını microanalysis (EDX) Nefelometri ve iyon eşleme. TEM-EDX avantaj önceki çalışmalarda kullanılan alternatif teknikleri bu apatit kristallerinin4,5,21‘ iyon değiştirme nicel ve nitel sonuçlar veren şeydir. TEM-EDX kullanarak genel amacı görüntüleme ve miktar hücreler farklı türdeki çeşitli mineraller Ca, F ve Cl iyonu dağıtım Qafqaz sürecin farklı aşamalarında için basit bir yöntem bulmak oldu. Bu yöntem başarılı bir şekilde, örneğin, coexisting kimyasallar ile çinko nano tanecikleri ve Sucul organizmalar22kombine etkileri etkileşimi izlemek için kullanılmıştır. Başka bir çalışmada, bir bakır photocatalyst sulu çözüm titanyum malzemeleri hakkında kapsamlı İndüktif Eşleşmiş Plazma optik emisyon spektrometresi (ICP-OES), N2 physisorption (bahis), ile karakterize edildi XRD, UV-vis DRS, FT-IR, Raman Spektroskopi, TEM-EDX ve fotoelektrokimyasal ölçümler23. Amacımız kökeni ve veziküller ve mineraller Qafqaz kemik farklılaşma sırasında kontrol mekanizmasını anlamak için iki hücre satırı özelliklerini karşılaştırmak için oldu.
Resim 1 . Qafqaz kemik hücreleri içeren hücre dışı matriks (ECM) protein sentezi ve membran matris veziküller (MVs) sürümünden ilk adımların düzenini. MVs kalsiyum kalsiyum bağlayıcı proteinler, annexins ve inorganik fosfat ışınlama (çukur) eylem yoluyla hangi dephosphorylates doku non-spesifik alkalen fosfataz (TNAP), etkinlik tarafından takip fosfat eylem yoluyla birikir PPben böylece apatit çekirdekleşme kolaylaştırmak Pben. O zaman, MVs parçalanır ve hücre dışı ortama apatitler bırakın. Qafqaz Pben ve Ca2 + hücre dışı orta4,5sabit tedarik tarafından sürekli. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Geçerli kağıt AR-S için boyama, UV ışık fluorapatite tanımlaması iletişim kurallarını açıkladığımız ve TEM-EDX vitro görüntüleme hücreleri mineralizing tarafından yayımlanan MVs ve minerallerin MVs. tarafından üretilen Tüm yöntemleri ortak bazı sorun giderme adımlarını takip ederek yukarıda belirtilen adrese mümkündür. En iyi sonuçları elde etmek için birkaç önemli adımlar dikkatle yapılmalıdır. İlk olarak, (asidik olan) AA kültür ortamının pH 7.4 koruma…
The authors have nothing to disclose.
MK ve ASK manuel işlemler yapıldı ve LB çizimleri hazır ve film yaptı. ASK LB yazdı makale yazdı ve MK tablo hazırladı. SM, RB ve SP eleştirel tablo, komut dosyası ve el yazması okuyun. Yazarlar Hanna Chomontowska onun mükemmel hakkında yardım almak için ultramicrotomy yanı sıra Szymon Suski ve Henryk Bilski TEM-EDX analizi ile mükemmel onların yardım için teşekkür etmek istiyorum. Yazarlar dr Patrick bahçeleri mesleki İngilizce dil düzeltme ve Barbara Sobiak talimatları kayıt için teşekkür etmek istiyorum.
Bu eser hibe N N401 140639 bilim ve Yükseköğretim Lehçe Bakanlığından ASK, LB ve 2016/23/N/NZ1/02449 MK, AB FP7 projesi BIOIMAGINE için Ulusal Bilim Merkezi, Polonya 2016/23/N/NZ4/03313 gelen hibe tarafından desteklenmiştir : BIO-görüntüleme araştırma yenilik ve eğitim, GA No 264173 ve Nencki Enstitüsü, Deneysel Biyoloji, yasal fon tarafından Polonya Bilimler Akademisi.
Reagent | |||
Ham’s DMEM/F12 media mixture | PAA | E15-813 | 1:1, for human fetus hFOB 1.19 SV40 large T antigen transfected osteoblasts (ATCC CRL-11372) |
McCoy’s 5A medium | PAA | E82312-0025 | for human osteosarcoma Saos-2 cells (ATCC HTB-85) |
Antibiotics mixture (penicillin/streptomycin) | Sigma | P0781-100ML | 100 U/mL each |
G-418 | Sigma | 68168 | 0.3 mg/mL |
FBS | Gibco | 10270 | 10% for hFOB 1.19 and 15% for Saos-2 |
AA | Sigma | A-5960 | 50 µg/mL |
ß-GP | Sigma | G9422-100G | 7.5 mM |
Bio-Gel HTP Gel | Bio-Rad | 130-0420 | for HA |
FA | synthesized by us | ||
CA | synthesized by us | ||
Sodium phosphate buffer Na2HPO4/NaH2PO4 mixture | Sigma | S7907/S8282 | 0.1 M, pH 7.2 |
PBS | pH 7.0, prepared by us | ||
AR-S in PBS | Sigma | A5533-25G | 0.5 g/100 mL, pH 5.0 |
Collagenase type IA | Sigma | C2674 | 500 U/mL |
SCL buffer | prepared by us | ||
Deionized wather | produced by us | ||
Ethanol | POCh | BA6480111 | absolut 99.8% and solutions 25, 50, 75, 90% |
Uranyl acetate in 50% ethanol | Polysciences Inc. | 21447-25 | 0.25 g/10 mL |
PD medium | pH 7.4, prepared by us | ||
Fixation mixture (paraformaldehyde/glutaraldehyde) | Sigma | 158127/G-6257 | 3%:1% |
Post-fixation OsO4 | Sigma | 75633 | 1% |
LR White resin in ethanol | Polysciences Inc. | 17411-MUNC 500g | 1:2, 1:1, 100% |
Acetone | CHEMPUR | 111024800 | pure |
Tool | |||
Cryogenic vials | Corning Inc. | 430487 | 1.2 mL |
Plastic Petri culture dishes | Falcon | 353003 | 100 mm |
Plastic tubes | Falcon | 352096 and 352070 | 15 and 50 mL |
Serological pipettes | Falcon and VWR | 357521 and 612-3700 | 1 and 10 mL |
Plastic microcentrifuge tubes | Sigma | Z688312 and Z628034 | 1.5 mL black and 2 mL transparent |
Plastic tips | VWR | 613-0364, 613-0239 and 613-1050 | 0.1-10 µL natural, 1-200 µL yellow and 200-1000 µL blue |
Plastic racks | Light Labs | A-7055-Z, A-7053-C | green for tubes, orange for micro tubes and blue for TEM probes |
Laminar Hera Save | Thermo Scientific Co. | KS12 | HEPA filter (H14 according to DIN EN 1822) |
Incubators Hera Cell | Thermo Scientific Co. | 150 | 34°C for hFOB 1.19 and 37°C for Saos-2 |
Fume hood | POLON | WCS-2 | for TEM stainings |
Glass bottles | SIMAX | 1632414501050 and 1632414501100 | 50 and 100 mL |
Quartz glass tubes | SIMAX | 638422010100 | Ø 10 mm, L 100 mm |
Pump | IBS Integra Biosciences | VACUSAFE comfort | for vacuum |
Oven | Memmert | UNE 400 | 56°C |
Porcelain multi-well plate | Rosenthal technik | 229/12 | 12 wells |
Glass beakers | SIMAX | 632417010025 | 25 mL |
Glass bottles | Pocord | DIN22 | 10 mL |
Plastic box | Agar Scientific Ltd. | for darkness | |
Snap Fit Gelatin Capsules | Agar Scientific Ltd. | G3741 | size 1 |
Formvar/Carbon 300 Mesh Ni grids in box | Agar Scientific Ltd. | S162N3 | film on the shiny side |
Silicon cell scraper | Sigma | SIAL0010-100EA | size 1.8/25 cm |
Syringe with needle | BogMark | 007 | syringe 1 mL 40 U, needle 0.5 x 16 |
Syringe | Chirana | CH005L | 5 mL |
Centrifuge | MPW Medical Instruments | MPW-350R | 130 x g and 500 x g |
UV transluminator | UVP | M-20 | for visible and UV light |
Ultramicrotome | LKB | NOVA | 700Å sections |
Block holder | LKB | E6711 | round shape |
Diamond knife | DiATOME | Ultra 45° | size 3 |
Eyelash holder | bovine, prepared by us | ||
Forceps | ROTH | 2855.1 | antistatic for grids |
Spatulas set | ROTH | E286.1 | antistatic for powders |
Imaging | |||
Inverted Light Microscope | Zeiss with Canon | AxioObserver Z1 equipped with PowerShot G9 | Phase contrast, Transmitted light, 20 x objective, RGB filters |
Transmission Electron Microscope | TEM Jeol Co. with Oxford Instruments and SiS-Olympus | JEM-1400 TEM equipped with full range INCA Energy Dispersive X-ray microanalysis (EDX) System and 11 Megapixel MORADA G2 camera | magnification 50,000X for TEM and 15,000X for STEM and EDX |
Camera body and lenses | Nikon | Nikon D7100 Nikkor AF Micro 105 mm f/2.8D Nikkor AF-S 50 mm f/1.8G Nikkor AF 28 mm f/2.8D |
for movie recordings |
Microphone | MXL Mics | Tempo | for voice recordings |