一、材料与方法
1.实验动物
同本章第一节所述的实验动物。
2.实验动物造模
同本章第一节所述的实验动物造模。
3.实验动物干预
同本章第一节所述的实验动物干预。
4.实验用的主要试剂和仪器
表3-18和表3-19所示为实验所需的主要试剂和仪器。
表3-18 实验所需的主要试剂

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表3-19 实验所需的主要仪器

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5.主要试剂的配制
(1)TRAP染液:小鼠颅骨和造血干细胞诱导分化产生的破骨细胞的TRAP染色所需TRAP染液按照表3-20中的比例进行配制。
注意事项:实验所需TRAP染液要现用现配,并提前估算好所需要的TRAP体积,以免浪费。
(2)其他所用试剂配制方法均同本章第二节。
表3-20 TRAP染液配制所需试剂(https://www.daowen.com)

注:fast garnet GBC solution为石榴红硫酸溶液;sodtum nitritesolution为亚硝酸钠溶液;dd
O为双蒸水;naptholAS-B1 phosphatesolution为萘酚AS-BI磷酸盐溶液;acetate solution为醋酸盐溶液;tartrate solution为酒石酸溶液。
6.实验指标检测
(1)小鼠骨组织中骨吸收相关因子mRNA表达检测:胫骨和股骨中RNA提取(具体实验步骤同本章第二节);RNA反转为cDNA(具体实验步骤同本章第二节);骨中相关细胞因子mRNA表达的定量检测(具体实验步骤同本章第二节)。引物序列如表3-21所示。
表3-21 引物序列一览表

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注:OPG为骨保护素;RANKL为核因子κB受体活化因子配体;TRAF6为泛素连接酶;Src为非受体酪氨酸激酶c;PLC为磷脂酶C;CN为钙调磷酸酶;NFATc为活化t-细胞核因子;β-actin为β-肌动蛋白;AP-1为激活蛋白-1;c-fos为原癌基因;TRAP为抗酒石酸酸性磷酸酶;CTSK为组织蛋白酶K;Cath K为小鼠组织蛋白酶K。
(2)IP3和Ca2+浓度检测:取小鼠右侧前肢骨(去除上面软组织),将前肢骨用剪刀剪碎后研磨,然后按照IP3酶联免疫试剂盒步骤要求检测IP3浓度。具体步骤:在测试前要准备好1×PBS、ddH2 O等。先稀释抗体和血清样本,然后按照试剂盒内所带有的标准步骤进行IP3和Ca2+的浓度检测(每个样要做一个副孔),利用酶标仪对酶标板的每个孔的吸光值(在450 nm波长处读数)进行检测。(注:在37℃孵育、读数等时候一定要注意避光;先做标准曲线,然后按照标准曲线计算每个检测孔的IP3和Ca2+浓度)
(3)T2DM小鼠骨中相关蛋白表达检测:相关试剂配制和实验步骤与本章第二节一致,Ⅰ抗稀释如表3-22所示。
表3-22 Ⅰ抗稀释倍数及生产厂家

注:RANK为NF-κB活化受体因子;RANKL为核因子κB受体活化因子配体;c-fos为原癌基因;c-Src为细胞癌基因;TRAF6为泛素连接酶。
(4)破骨细胞TRAP染色:①实验前期准备。无菌操作台中需要准备移液管、10 mL和1 mL注射器、15 mL离心管、35 mm培养皿、α-MEM、小牛血清、双抗、完全培养基、灭菌手术器械等。无菌操作台外需要准备75%酒精、手术器械、纱布等。②实验具体步骤:断颈椎处死小鼠后,将小鼠置于75%酒精中浸泡2 min,进行灭菌。取小鼠后肢骨,去除上面肌肉等软组织并用纱布擦干净。然后将小鼠后肢骨转移到无菌操作台上。每组小鼠后肢骨先分别在75%酒精中浸泡2~3 min后,装于不同的培养皿中(皿中装有已灭菌的PBS),各清洗2遍。利用已灭菌的剪刀剪除股骨和胫骨的两端,暴露骨髓腔,利用10 mL注射器吸10 mLα-MEM,并配1 mL针头,将股骨和胫骨骨髓腔中的骨髓冲到的15 mL的离心管中。四组小鼠骨髓分别冲洗完毕后,摇动离心管欲将细胞冲打成单细胞悬液。完毕后,于离心机中按照800次/min×5 min进行离心,离心结束后吸除上层液体(保留底层细胞),加1 mLα-MEM重悬细胞(进行反复冲打,以便让细胞变成单细胞悬液),加2 mL红细胞裂解液,裂解细胞约1 min后加3 mL培养基(带血清),混匀。以800次/min、离心5 min,结束后加1 mL培养基(加M-CSF)进行重悬。将重悬的细胞加到6 cm的培养皿中并将培养基(加M-CSF)补到3 mL,置于温度为37℃和5%CO2浓度的培养箱中。24 h后,取上清漂浮细胞接于另一6 cm培养皿中,培养24 h后吸除上层培养基,利用Versene对贴壁细胞进行消化,待近1/3细胞漂浮起来加与消化液同等体积的完全培养基终止消化,以800次/min离心5 min后去除上层液体,加1 mL培养基重悬细胞,利用血细胞计数板对计数每组的细胞数。计数后按照30 000个/孔接于48孔板中,置于培养箱中24 h后,培养基中加入M-CSF和RANKL诱导BMM向破骨细胞分化(分为两批:一批用于提取破骨细胞的RNA;另一批用于TRAP染色),每隔2天换液1次,于第5天终止分化。其中一批提取破骨细胞的RNA并进行反转录,采用RT-PCR计数检测破骨细胞中的相关细胞因子RNA表达;另一批吸除培养基后,用4%PFA固定,固定后用TRAP染液染色破骨细胞,再用相机和显微镜分别拍照。
(5)小鼠颅骨TRAP活性检测:小鼠摘除眼球取血后断颈椎处死,取颅骨(剥除颅骨上肌肉等软组织,尤其要将其外表面和内表面上的骨膜剔干净),PBS清洗后,置于4%多聚甲醛中于4℃冰箱中固定24 h。固定后采用0.1%Triton-X100于温度为4℃的冰箱中透化24 h,透化结束后用PBST于4℃环境中处理24 h,再配制TRAP染液(具体配置见表3-21),将处理后的颅骨置于TRAP染液中在37℃环境中进行染色。染色结束后用数码相机拍照。
(6)小鼠股骨TRAP染色:小鼠断颈椎处死后取左侧后肢骨,剔除肌肉等软组织。采用4%PFA固定24~36 h,PBS清洗后用1%EDTA对骨组织进行脱钙处理,一般为14 d,中间换液一次(直至骨组织变软为止)。脱钙结束后,用双蒸水对骨组织进行清洗(每次2 min,共10次;如果EDTA脱钙不充分会影响后续的染色)。清洗结束后在PBS中浸泡2~3 h,然后按照50%(2 h)、75%(2 h)、85%(2 h)、95%(2 h)、95%(4℃过夜)、100%(4 h)进行酒精梯度脱水,脱水结束后按照酒精与二甲苯1∶1的比例(2 h)、二甲苯Ⅰ(2 h)和二甲苯Ⅱ(2 h)进行透化(因为骨组织较为致密,可延长透化时间利于进蜡),透化结束后按照1号蜡5 h、2号蜡过夜、3号蜡5 h(3号的浸蜡时间可延长)进行骨组织浸蜡。浸蜡结束后对骨组织进行石蜡包埋,然后修片,用切片机以6μm厚度进行切片,以62℃烤片2 h,然后在37℃条件下过夜(防止脱片)。过夜后切片置于常温或4℃冰箱中保存。
切片置于65℃烤片机上复烤30 min,然后按照二甲苯Ⅰ、Ⅱ以及100%、95%、85%、75%、50%酒精进行脱蜡和水化后,利用0.1%的Triton-X100(15 min)和PBST(10 min)进行处理后,利用TRAP染液染色。染色结束后用中性树脂进行封片,再用显微镜拍照。
7.数据统计
采用Excel、GraphPad Prism 5和SPSS18.0对检测数据进行统计,并进行单因素方差分析。P<0.05和P<0.01分别表示差异具有显著性和差异具有非常显著性。