破骨细胞形成过程中的融合与分裂

目的研究破骨细胞的形成及其特殊细胞生物学行为。方法采用活细胞成像技术连续动态观察大鼠周围血单核细胞在核因子κB受体激活物配体(receptor activator ofNF-κB ligand,RANKL)和巨噬细胞集落刺激因子(macrophage colony stimulating factor,M-CSF)诱导下向破骨细胞分化及形成具有骨吸收功能的多核细胞的全过程。采用倒置相差显微镜观察、抗酒石酸酸性磷酸酶染色、骨磨片扫描电镜观察法对破骨细胞进行鉴定。结果细胞诱导培养2周后,倒置相差显微镜观察可见大量多核细胞形成;抗酒石酸酸性磷酸酶染色显示绝大部分多核细胞与单核细胞均呈阳性反应;骨磨片扫描电镜观察可见较多的骨吸收陷窝、坑洼、沟道及破骨细胞。活细胞成像观察表明多核破骨细胞是由单核细胞、单核细胞与多核细胞及多核细胞之间相互融合而成,其细胞间的融合均发生在贴壁状态;显微缩时电影观察显示破骨细胞形态复杂多变,多核破骨细胞可以发生分裂。结论大鼠周围血单核细胞在RANKL和M-CSF诱导下可向破骨细胞分化,形成具有骨吸收功能的破骨细胞。破骨细胞能够通过多种方式融合形成巨大的多核细胞,使其核数增加、体积增大、形态伸缩多变、质膜贴附面积广泛扩展,同时破骨细胞还可通过分裂来缩小体积、减少核数,以适应局部形态学、生物力学及骨吸收动力学的需求。这提示破骨细胞的融合及非有丝分裂方式可能是其发挥功能效应与骨吸收效率的一种特殊细胞生物学行为。