文献信息

深圳理工大学药学院，中国科学院深圳先进技术研究院计算机辅助药物设计研究中心等单位的研究成果“Runx2 controls the osteogenic fate of growth plate chondrocytes”（Runx2控制生长板软骨细胞的成骨命运）在《Genes & Diseases》（IF=9.6）杂志上发表。平生公司的离体CT（VENUS）在论文中提供小鼠骨标本图像和定量分析。

该研究的通讯作者为陈棣教授。曾道福和余嘉敏为共同第一作者。

文献摘要

骨髓成骨细胞的起源还不完全清楚。最近的研究表明，骨髓成骨细胞可能来源于肥大的Col2^＋/Col10^＋软骨细胞亚群，这些软骨细胞从生长板迁移到生长板下方的骨髓腔中，去分化为间充质祖细胞，然后分化为成熟的成骨细胞。该过程称为软骨细胞—成骨细胞转分化。这种类型的成骨细胞参与骨形成，并参与维持骨重建，特别是在长骨的骨骺和骨干区域。几种生长因子，如Ihh，PTH，Wnt信号分子已被证明在软骨细胞-成骨细胞转分化的调节中起关键作用;然而，Runx2（控制骨骼发育的关键转录因子）在软骨细胞-成骨细胞转分化中的作用尚未完全确定。

实验方法

动物研究

Col 2-CreER小鼠是本实验室预先培育的小鼠，Runx 2^flox/flox小鼠和ZsGreen-tdTomato报告小鼠是购买的，为了获得Runx 2Col 2CreER小鼠，将Runx 2^flox/flox小鼠与Col 2-CreER小鼠杂交，为了获得ZsGreen-tdTomato^{Col 2-CreER}小鼠，将ZsGreen-tdTomato报告基因小鼠与Col 2-CreER小鼠杂交，所有小鼠均置于无特定病原体（SPF）笼内通风，22 ℃，12 h明暗交替，湿度稳定（50 %± 10）%，自由采食、饮水。

Micro-CT分析

小鼠安乐死后，将骨组织在10%中性福尔马林中固定24小时。使用Micro-CT扫描仪扫描骨组织（VENUS，平生医疗科技有限公司），电源电压90 kV，电流70 μA，分辨率10 μm，计算胫骨生长板和第四腰椎以下骨组织的骨参数，包括每单位组织体积的骨小梁体积（BV/TV）、小梁骨密度（BMD）、骨小梁厚度（Tb.Th.）、骨小梁数目（Tb.N.）、骨小梁分离度（Tb）。

实验结果

作者通过用Col2-CreER转基因小鼠培育Runx2^flox/flox小鼠产生Runx 2^{Col 2CreER}条件性敲除（Runx2 cKO）小鼠来确定Runx 2在软骨细胞转分化中的作用。生长板软骨中表达Col2的细胞中Runx2的缺失导致动物生长延迟和生长板软骨细胞分化缺陷。生长板软骨的肥大区明显扩大（图1A-C），这可能是由于在表达Col 2的细胞中Runx 2缺失后，软骨细胞肥大加速或软骨细胞转分化延迟。Col-X阳性细胞的数量明显增加，表明软骨细胞肥大的过程加快。

除了生长板软骨发育缺陷外，Runx2 cKO小鼠的Micro-CT图显示骨髓腔中的小梁骨丢失（图1D）。骨小梁体积、骨密度、骨小梁厚度和骨小梁数量显着减少（图1E-H）。相反，骨小梁分离度显著增加（图1I）。此外，Runx2 cKO小鼠的皮质骨体积和皮质骨面积也显著降低（图1J、K）。

图1 Runx 2控制生长板软骨细胞的成骨命运。（AeC）Runx 2^{Col 2CreER}中的生长板软骨扩增组织学分析显示Runx 2 cKO小鼠的生长板软骨缺损，包括显著增大的生长软骨厚度和生长板肥大区。（D-K）Runx 2 cKO小鼠的小梁骨丢失。Micro-CT分析显示骨体积（BV），骨密度（BMD）和骨小梁厚度（Tb.Th.）显著降低（D-H）。相反，骨小梁分离度（Tb.Sp.）显著增加（I）。此外，皮质骨体积（BV）和皮质骨面积（BA）显著降低（J，K）。

使用设备

                                            Micro CT（型号：VENUS）（平生医疗科技）

                                                    影像软件：Avatar（平生医疗科技）