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破骨细胞体外研究关键工具:RANKL&M-CSF

破骨细胞是骨代谢过程中负责骨吸收的主要功能细胞,在骨质疏松、骨关节炎、骨肿瘤等疾病机制研究中具有重要地位。由于破骨细胞为终末分化细胞,无法长期传代培养,体外诱导生成成为获取实验用破骨细胞的主要途径。在这一过程中,核因子 κB 受体活化因子配体(RANKL)与巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)的组合被公认为诱导破骨细胞生成的“黄金标准”,为骨代谢研究提供了关键的技术基础。

一、破骨细胞分化的核心调控通路

破骨细胞来源于造血干细胞系,其分化过程受到精细调控。其中,RANKL/RANK/OPG 信号轴是破骨细胞分化过程中的关键通路。RANKL 主要由成骨细胞和间质细胞分泌,与破骨前体细胞表面的 RANK 受体结合后,激活 NF-κB、MAPK 和 NFATc1 等下游信号通路,直接诱导破骨细胞分化与成熟。

而 M-CSF 则通过与其受体 c-Fms 结合,不仅促进破骨前体细胞的增殖与存活,还能上调 RANK 的表达,为 RANKL 发挥作用提供基础。

骨保护素(OPG)作为该通路的负调控因子,可竞争性结合 RANKL,从而抑制破骨细胞的生成。在生理状态下,RANKL 与 OPG 维持动态平衡,若平衡被打破则可能导致骨代谢疾病的发生。

二、RANKL 与 M-CSF 的协同作用

RANKL 与 M-CSF 被认为是直接参与破骨细胞分化的两种最关键细胞因子,二者在诱导过程中表现出显著的协同效应。

RANKL 是破骨细胞分化的决定性因子:激活下游关键转录因子 NFATc1,促进破骨细胞特异性基因(如 TRAP、组织蛋白酶 K 等)的表达,诱导前体细胞融合形成多核破骨细胞,并活化成熟破骨细胞的骨吸收功能。

M-CSF 在分化早期发挥关键作用:促进单核/巨噬细胞系前体细胞的增殖和存活,并诱导破骨细胞前体细胞表面 RANK 受体的表达,为后续 RANKL 的信号传递奠定基础。

研究表明,在 M-CSF 存在的情况下,加入 RANKL 可显著提高破骨细胞的诱导效率和纯度。这种协同效应使得研究人员能够在体外获得足够数量和纯度的破骨细胞,满足各类体外实验的需求。

高效诱导破骨细胞分化

案例一:诱导小鼠 Raw264.7 细胞分化为破骨细胞


使用 Mouse RANKL(货号 CY620)诱导小鼠巨噬细胞 RAW264.7 细胞 6 天,成功分化为破骨细胞,单核阳性率 ≥80%。

使用 Human RANKL(货号 CY134)诱导小鼠巨噬细胞 RAW264.7 细胞 6 天,成功分化为破骨细胞,单核阳性率 ≥30%。

案例二:诱导小鼠原代 BMDM 细胞分化为破骨细胞

使用 Human RANKL(货号 CY134)+ Mouse M-CSF(货 号 CY615)联合诱导小鼠原代 BMDM 细胞 5 天,成功分化为破骨细胞。

使用 Mouse RANKL(货号 CY620)+ Mouse M-CSF(货号 CY615)联合诱导小鼠原代 BMDM 细胞 5 天,成功分化为破骨细胞,单核阳性率 100%,融合 ≥3 核阳性 60%以上。