骨関連タンパク質、オステオカルシンおよびオステオポンチンの誘導、およびin vitroでの軟骨細胞肥大の発生によるそのマトリックスの超微細構造局在化

内軟骨骨形成は、軟骨組織の初期形成から、骨組織による石灰化、吸収、および置換の段階までの一連の発達的に調節された細胞イベントによって発生します。いくつかの研究により、石灰化軟骨マトリックスに関連する肥大性軟骨細胞が骨芽細胞と同様の特性を獲得できる可能性の問題を提起しました。2つの骨関連タンパク質、オステオポンチンとオステオカルシンのin vitroで肥大性軟骨細胞内の合成を測定することにより、この可能性に対処しました。チック胚腹側椎組織に由来する軟骨細胞は、X型コラーゲン、アルカリホスファターゼの誘導、および大タンパク質のCoreタンパク質のCoreタンパク質のCoreタンパク質のCoreタンパク質のコロラゲンのCore IIコラーゲンのCoreタンパク質の発現の減少によって示されるように、細胞外マトリックスの鉱化と肥大表現型への分化を促進する条件下で培養されました。。これらの培養では、石灰化したマトリックスがない場合、オステオポンチン合成が初期培養で検出されました。対照的に、骨特異的タンパク質オステオカルシンの欠如が観察されました。しかし、肥大表現型の発達の発症により、オステオカルシンのタンパク質発現の誘導が観察され、オステオポンチンの有意な（2倍）増加が観察されました。オステオカルシン合成の最大レベルは、アルカリホスファターゼ活性と型コラーゲンmRNAレベルのピークとともに発生しました。オステオカルシン合成のレベルは、最も初期の検出レベルから50倍に誘導されましたが、このレベルは成熟したひよこ骨芽細胞培養で観察されたレベルの100分の1に過ぎませんでした。オステオカルシンとオステオポンチンは、いくつかの基準（電気泳動、免疫ブロット、クロマトグラフィー特性、および1,25（OH）2D3に対する反応）によって特徴付けられ、それらの分子特性は骨芽細胞合成プロテインと同一であると確認されました。細胞表現型の肥大性軟骨細胞への座標変化は、細胞の超微細構造成熟と、ミネラ化部位のヒドロキシアパタイトに関連する細胞外マトリックスにおけるオステオカルシンとオステオポンチンの蓄積と同時に同時にあることが示されました。in vitroでの細胞の超微細構造の特徴と皮膚を囲む細胞外マトリックスは、in vivoに肥大性軟骨細胞と関連するマトリックスの特徴を持っているため、骨特異的タンパク質の軟骨性酸素酸素の誘導は、これらの細胞の少なくともこれらの細胞の集団が脱骨芽球の顕微作物型性を発症する可能性があることを示唆しています。鉱化マトリックスに関連するマーカー。オステオカルシンの検出とオステオポンチンの高レベルの合成は、軟骨細胞肥大の進行段階、または軟骨細胞の骨芽細胞のような細胞への拡散化の可能性を表している可能性があります。

Endochondral bone formation occurs by a series of developmentally regulated cellular events from initial formation of cartilage tissue to stages of calcified cartilage, resorption, and replacement by bone tissue. Several studies have raised the question of the possibility that the hypertrophic chondrocytes associated with the calcifying cartilage matrix can acquire properties similar to osteoblasts. We have addressed this possibility by measuring synthesis within hypertrophic chondrocytes in vitro of two bone-related proteins, osteopontin and osteocalcin. Chondrocytes derived from chick embryo ventral vertebral tissue were cultured under conditions that promoted extracellular matrix mineralization and differentiation towards the hypertrophic phenotype as indicated by the induction of Type X collagen, alkaline phosphatase, and diminished expression of Type II collagen and the core protein of large proteoglycan. In these cultures, osteopontin synthesis was detected in early cultures in the absence of a calcified matrix; in contrast, an absence of the bone-specific protein osteocalcin was observed. However, with onset of development of the hypertrophic phenotype an induction of protein expression for osteocalcin was observed with a significant (twofold) increase in osteopontin. Maximal levels of osteocalcin synthesis occurred with the peak of alkaline phosphatase activity and Type X collagen mRNA levels. The levels of osteocalcin synthesis were induced fiftyfold from the earliest level of detection but this level was only one one-hundredth of that observed for mature chick osteoblast cultures. Osteocalcin and osteopontin were characterized by several criteria (electrophoresis, immunoblotting, chromatographic characteristics, and response to 1,25(OH)2D3) which confirmed their molecular properties as being identical to osteoblast synthesized proteins. The coordinate change in the cellular phenotype to the hypertrophic chondrocyte was shown to be concurrent with ultrastructural maturation of the cells and the accumulation of osteocalcin and osteopontin in the extracellular matrix associated with hydroxyapatite at sites of mineralization. Since the ultrastructural features of the cells in vitro and the extracellular matrix surrounding the lacunae have features of the hypertrophic chondrocyte and associated matrix in vivo, the induction of the bone-specific protein osteocalcin suggests that at least a population of these cells may develop osteoblastic phenotypic markers in association with mineralizing matrix. The detection of osteocalcin and the high level of synthesis of osteopontin may represent an advanced stage of chondrocyte hypertrophy or the possibility of a trans-differentiation of the chondrocytes to an osteoblastic-like cell.