Хондроциты трансдифференцируются в остеобласты в эндохондральной кости в процессе развития, постнатального роста и заживления переломов у мышей

Одним из ключевых этапов формирования эндохондральной кости является замещение хондроцитами хрящевого матрикса костными трабекулами, образованными остеобластами. Однако точные источники остеобластов, участвующих в формировании трабекулярной кости, до сих пор не были полностью установлены. Чтобы определить, вносят ли клетки, происходящие из гипертрофических хондроцитов, вклад в пул остеобластов трабекулярных костей, мы генетически метили гипертрофические хондроциты с помощью Col10a1-Cre или хондроциты с помощью индуцируемого тамоксифеном Agc1-CreERT2, используя экспрессию EGFP, LacZ или Tomato. Оба драйвера Cre обладали специфической активностью в хондроцитах и не экспрессировались в перихондрии, надкостнице или клетках остеобластной линии. Эти эксперименты in vivo позволили проследить судьбу клеток, меченных в хондроцитах, экспрессирующих Col10a1-Cre или Agc1-CreERT2. После мечения хондроцитов как во внутриутробном периоде, так и после рождения в первичной губчатой кости обнаруживалось большое количество меченых нехондроцитарных клеток. Эти клетки располагались по всей поверхности трабекул, а позднее выявлялись в эндосте и среди клеток, встроенных в костный матрикс. Исследование совместной экспрессии маркеров остеобластов показало, что часть нехондроцитарных клеток, происходящих из хондроцитов, меченных с помощью Col10a1-Cre или Agc1-CreERT2, представляла собой функциональные остеобласты. Таким образом, наши результаты показывают, что как хондроциты до начала оссификации, так и хондроциты ростковой пластинки до или после рождения способны трансдифференцироваться в остеобласты. Остеобласты, происходящие из гипертрофических хондроцитов, экспрессирующих Col10a1, составляют около 60% всех зрелых остеобластов в эндохондральных костях месячных мышей. Аналогичный процесс трансдифференцировки хондроцитов в остеобласты участвует в заживлении переломов у взрослых мышей. Таким образом, наряду с клетками надкостницы хондроциты представляют собой основной источник остеобластов, участвующих в формировании эндохондральной кости in vivo.