新的成像方法揭示了分解骨骼的细胞的活动

导读 骨骼看起来似乎是一种坚硬、无生命的结构,但现在,由于加文医学研究所开发的创新成像方法,骨骼中的细胞已经以前所未有的细节成像。这种新...

骨骼看起来似乎是一种坚硬、无生命的结构,但现在,由于加文医学研究所开发的创新成像方法,骨骼中的细胞已经以前所未有的细节成像。

这种新方法让研究人员能够研究小鼠骨骼内的细胞,不仅可以观察孤立的部分,还可以观察整个骨骼的长度。通过新的视觉细节水平,研究人员发现破骨细胞(分解骨组织的细胞)在骨骼的某些部分比其他部分更活跃。这些知识可用于开发治疗骨质疏松症和休眠癌细胞的新疗法,这些细胞可以隐藏在骨骼中多年,直到被破骨细胞重新激活。

活体显微镜实验室和基因表达(IMAGE)实验室负责人TriPhan教授表示:“我们的方法为我们提供了一个前所未有的窗口,让我们了解细胞如何分解骨骼,为我们提供了一种研究骨质疏松症和骨骼癌症复发的新方法。”实验室、悉尼圣文森特医院免疫学家、加文精密免疫学项目联席主任以及发表在NatureProtocols上的论文的高级作者。

“我们终于可以对我们认为正在发生的骨骼内部过程进行成像,但到目前为止,这些过程已经超出了传统显微镜技术的限制。我们才刚刚开始了解这项令人兴奋的技术的含义。”

破骨细胞对于骨骼的正常维护和修复过程至关重要,但当它们过度活跃时,会导致过度分解,称为骨质疏松症。

“活骨的内部是一个很难研究的‘黑暗空间’,因为它具有坚硬的矿化结构,”共同第一作者、图像实验室博士后研究员NayanDegerBhattacharyya博士说。“为了了解骨质疏松症和癌症复发等疾病,我们需要开发观察骨组织内部的技术。”

Garvan的ACRFINCITe中心开发的新技术可用于对迄今为止隐藏在骨骼中的其他动态细胞过程进行成像。

“我们的新成像方法是微创的,让我们能够在小鼠模型中沿着整个骨骼的长度绘制局部细胞群,而不仅仅是小部分,”共同第一作者WunnaKyaw博士说。IMAGE实验室的学生。

研究人员实时追踪了细胞在主动吸收破骨细胞和称为骨形态的中间细胞状态之间“变形”时骨吸收活动的不同区域。

“我们怀疑这些骨形态是危险的,因为它们会在骨质疏松症治疗期间积聚,但一旦治疗停止,它们就会迅速重组活化的破骨细胞,从而加速骨质分解。这可以解释临床上的一个观察结果,即许多骨质疏松症患者服用狄诺塞麦药物“这种药物可以阻止破骨细胞吸收骨骼,在停止使用该药物后会出现椎骨骨折反弹。我们将使用我们的成像方法来研究如何预防这种戒断效应,”合著者、骨生物学实验室负责人PeterCroucher教授说道。在加文。

研究人员表示,他们的方法还可用于研究在癌症治疗期间可以迁移到骨骼并在那里休眠数年的癌细胞,只有通过破骨细胞分解周围的骨组织才能重新激活。

潘教授说:“能够看到细胞和分子在骨骼中相互作用,并有一天针对它们,可能成为治疗与骨骼相关的疾病的一个重要的新工具。”