MC3T3-E1 Subclone 14小鼠颅顶前骨细胞系
MC3T3-E1 Subclone 14小鼠颅顶前骨细胞系源于 C57BL/6 小鼠颅顶前成骨细胞,是保留完整成骨分化程序的经典模型,在成骨细胞增殖分化、骨基质形成及矿化机制研究中地位关键,因能模拟体内成骨全过程,成为骨代谢及骨疾病药物筛选的标准工具。
细胞呈长梭形或多角形,贴壁生长呈漩涡状,长径 20-25μm,核椭圆形含 1-2 个核仁,增殖期核分裂象较多。电镜下胞质富粗面内质网,分化后出现基质小泡。免疫表型显示,增殖期高表达 Runx2(90%)和 ALP(85%),分化期上调 OCN(80%)和 ColⅠ(95%),矿化期钙结节富集 OPN,表型变化与体内成骨时序一致。
体外培养以含 10% 胎牛血清的 α-MEM 为基础,37℃、5% CO₂环境下,传代周期 48 小时,倍增时间 36 小时。诱导条件下(50μg/mL 抗坏血酸、10mM β- 甘油lin酸钠),经历三阶段:增殖期(1-7 天)ALP 升高;分化期(8-14 天)ColⅠ 分泌达 20μg/mL・24h;矿化期(15-21 天)形成钙结节,钙含量 150μg/mg 蛋白,覆盖率超 60%。无诱导时 ALP 仅为诱导组 20%,连续传代 30 次分化能力稳定,冻存复苏存活率超 95%。
成骨分化受多通路协同调控。成骨诱导后,BMP/Smad 通路激活,BMP2 处理 12 小时 Smad1/5/8 磷酸化升 7 倍,Runx2 活性增 5 倍。Wnt/β-catenin 通路同步激活,β-catenin 核转位增 6 倍,协同上调 ALP 和 ColⅠ。PI3K/Akt 通路中期作用,第 7 天 p-Akt 达基础 8 倍,调控增殖向基质合成转换,通路激活有时序性,为阶段调控研究提供模型。
矿化过程与体内一致,基质小泡含高浓度钙和 ALP,融合后形成羟基磷灰石。茜素红染色显示钙结节面积随时间线性增加,第 21 天占培养面积 35%。矿化依赖 ColⅠ 网络,其抗体处理使结节减少 70%,矿化相关基因表达量高,具主动调控基础。
骨代谢研究中,雌激素处理使 ALP 升 40%,矿化结节增 50%,依赖 ERα。PTH 间歇促进矿化(钙增 30%),持续抑制(降 40%)。破骨细胞条件培养基抑制矿化 60%,上调 RANKL 2 倍,模拟骨重建环境。
药物筛选中,BMP2 模拟肽使 ALP 升 60%,矿化结节增 80%。阿仑lin酸钠使钙含量增 45%,抑制 MMP-13 活性 50%,批间差异小,适合高通量筛选。
骨疾病模型中,地塞mi松处理使 ALP 降 50%,矿化结节减 70%,ROS 增 3 倍,NAC 可逆转。高糖抑制矿化 45%,模拟糖尿病骨病,为研究提供工具。
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