文獻(xiàn)信息
深圳理工大學(xué)藥學(xué)院，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)研究中心等單位的研究成果“Runx2 controls the osteogenic fate of growth plate chondrocytes”（Runx2控制生長(zhǎng)板軟骨細(xì)胞的成骨命運(yùn)）在《Genes & Diseases》（IF=9.6）雜志上發(fā)表。平生公司的離體CT（VENUS）在論文中提供小鼠骨標(biāo)本圖像和定量分析。

該研究的通訊作者為陳棣教授。曾道福和余嘉敏為共同第一作者。

文獻(xiàn)摘要
骨髓成骨細(xì)胞的起源還不完全清楚。最近的研究表明，骨髓成骨細(xì)胞可能來源于肥大的Col2^＋/Col10^＋軟骨細(xì)胞亞群，這些軟骨細(xì)胞從生長(zhǎng)板遷移到生長(zhǎng)板下方的骨髓腔中，去分化為間充質(zhì)祖細(xì)胞，然后分化為成熟的成骨細(xì)胞。該過程稱為軟骨細(xì)胞—成骨細(xì)胞轉(zhuǎn)分化。這種類型的成骨細(xì)胞參與骨形成，并參與維持骨重建，特別是在長(zhǎng)骨的骨骺和骨干區(qū)域。幾種生長(zhǎng)因子，如Ihh，PTH，Wnt信號(hào)分子已被證明在軟骨細(xì)胞-成骨細(xì)胞轉(zhuǎn)分化的調(diào)節(jié)中起關(guān)鍵作用;然而，Runx2（控制骨骼發(fā)育的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子）在軟骨細(xì)胞-成骨細(xì)胞轉(zhuǎn)分化中的作用尚未完全確定。

實(shí)驗(yàn)方法
動(dòng)物研究
Col 2-CreER小鼠是本實(shí)驗(yàn)室預(yù)先培育的小鼠，Runx 2^flox/flox小鼠和ZsGreen-tdTomato報(bào)告小鼠是購買的，為了獲得Runx 2Col 2CreER小鼠，將Runx 2^flox/flox小鼠與Col 2-CreER小鼠雜交，為了獲得ZsGreen-tdTomato^{Col 2-CreER}小鼠，將ZsGreen-tdTomato報(bào)告基因小鼠與Col 2-CreER小鼠雜交，所有小鼠均置于無特定病原體（SPF）籠內(nèi)通風(fēng)，22 ℃，12 h明暗交替，濕度穩(wěn)定（50 %± 10）%，自由采食、飲水。

Micro-CT分析
小鼠安樂死后，將骨組織在10%中性福爾馬林中固定24小時(shí)。使用Micro-CT掃描儀掃描骨組織（VENUS，平生醫(yī)療科技有限公司），電源電壓90 kV，電流70 μA，分辨率10 μm，計(jì)算脛骨生長(zhǎng)板和第四腰椎以下骨組織的骨參數(shù)，包括每單位組織體積的骨小梁體積（BV/TV）、小梁骨密度（BMD）、骨小梁厚度（Tb.Th.）、骨小梁數(shù)目（Tb.N.）、骨小梁分離度（Tb）。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果
作者通過用Col2-CreER轉(zhuǎn)基因小鼠培育Runx2^flox/flox小鼠產(chǎn)生Runx 2^{Col 2CreER}條件性敲除（Runx2 cKO）小鼠來確定Runx 2在軟骨細(xì)胞轉(zhuǎn)分化中的作用。生長(zhǎng)板軟骨中表達(dá)Col2的細(xì)胞中Runx2的缺失導(dǎo)致動(dòng)物生長(zhǎng)延遲和生長(zhǎng)板軟骨細(xì)胞分化缺陷。生長(zhǎng)板軟骨的肥大區(qū)明顯擴(kuò)大（圖1A-C），這可能是由于在表達(dá)Col 2的細(xì)胞中Runx 2缺失后，軟骨細(xì)胞肥大加速或軟骨細(xì)胞轉(zhuǎn)分化延遲。Col-X陽性細(xì)胞的數(shù)量明顯增加，表明軟骨細(xì)胞肥大的過程加快。

除了生長(zhǎng)板軟骨發(fā)育缺陷外，Runx2 cKO小鼠的Micro-CT圖顯示骨髓腔中的小梁骨丟失（圖1D）。骨小梁體積、骨密度、骨小梁厚度和骨小梁數(shù)量顯著減少（圖1E-H）。相反，骨小梁分離度顯著增加（圖1I）。此外，Runx2 cKO小鼠的皮質(zhì)骨體積和皮質(zhì)骨面積也顯著降低（圖1J、K）。

圖1 Runx 2控制生長(zhǎng)板軟骨細(xì)胞的成骨命運(yùn)。（AeC）Runx 2^{Col 2CreER}中的生長(zhǎng)板軟骨擴(kuò)增組織學(xué)分析顯示Runx 2 cKO小鼠的生長(zhǎng)板軟骨缺損，包括顯著增大的生長(zhǎng)軟骨厚度和生長(zhǎng)板肥大區(qū)。（D-K）Runx 2 cKO小鼠的小梁骨丟失。Micro-CT分析顯示骨體積（BV），骨密度（BMD）和骨小梁厚度（Tb.Th.）顯著降低（D-H）。相反，骨小梁分離度（Tb.Sp.）顯著增加（I）。此外，皮質(zhì)骨體積（BV）和皮質(zhì)骨面積（BA）顯著降低（J，K）。

使用設(shè)備

 Micro CT（型號(hào)：VENUS）（平生醫(yī)療科技）
影像軟件：Avatar（平生醫(yī)療科技）