Isolation and characterization of a human cementocyte-like cell line, HCY-23

Abstract Cementum is the mineralized tissue covering the tooth root that functions in tooth attachment and post-eruptive adjustment of tooth position. It has been reported to be highly similar to bone in several respects but remains poorly understood in terms of development and regeneration. Here, we investigate whether cementocytes, the residing cells in cellular cementum, have the potential to be protagonist in cementum homeostasis, responding to endocrine signals and directing local cementum metabolism. Cells from healthy erupted human teeth were isolated using sequential collagenase/EDTA digestions, and maintained in standard cell culture conditions. A cementocyte-like cell line was cloned (HCY-23, for human cementocyte clone 23), which presented a cementocyte compatible gene expression signature, including the expression of dentin matrix protein 1 ( DMP1 ), sclerostin ( SOST ), and E11/gp38/podoplanin ( E11 ). In contrast, these cells did not express the odontoblast/dentin marker dentin sialoprotein ( DSPP ). HCY-23 cells produced mineral-like nodules in vitro under differentiation conditions, and were highly responsive to inorganic phosphate (Pi). Within the limits of the present study, it can be concluded that cementocytes are phosphate-responsive cells, and have the potential do play a key role in periodontal homeostasis and regeneration.

O desenvolvimento embrionário da Piapara, Leporinus elongatus (Pisces, Anostomidae), utilizando técnicas de histologia, microscopia eletrônica de varredura e imunológicas empregando marcadores ósseos / The embryonic development of Piapara, Leporinus elongatus (Pisces, Anostomidae), using histological techniques, electron microscopy and immunological techniques using bone markers

O desenvolvimento embrionário dos peixes é de grande importância para a piscicultura e na reintrodução de espécies ameaçadas de extinção em seus ambientes, e seu conhecimento constitui uma importante maneira para minimizar doenças e mortalidades dessas espécies. Com o auxílio de técnicas como a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e a imuno-histoquimica para identificar proteínas ósseas, foi possível avaliar as fases de desenvolvimento com mais riqueza de detalhes, facilitando a compreensão de hábitos e da biologia da espécie. Neste trabalho pudemos observar a ontogenia e osteogênese da Piapara (Leporinus elongatus), desde a fecundação até a fase juvenil, sendo evidenciadas estruturas importantes como o tamanho do vitelo, essencial para a nutrição do embrião; o fechamento do blastóporo, evento principal da embriogênese, que indica as taxas de fertilização; a metamorfose, que indica a formação dos primeiros e principais órgãos do animal e a formação de sua estrutura óssea. As Proteínas Ósseas Morfogenéticas (BMP-2 e BMP-4), moléculas essenciais reguladoras no desenvolvimento embrionário e na formação óssea, foram observadas apenas no estádio larval até o período juvenil, não sendo evidenciadas nos estágios anteriores. Os resultados desse trabalho trouxeram novas informações quanto à biologia do desenvolvimento dessa espécie, que certamente poderão auxiliar no aprimoramento de técnicas reprodutivas visando uma melhora na sua produção seja para fins comerciais ou de repovoamento.(AU)

The embryonic development of fishes has great importance in fish culture and on reintroduction of species at risk of extinction into their environment; its knowledge constitutes an important way to minimize diseases and mortality of these species. By using techniques like electron microscopy and immunohistochemistry for bone markers identification, it was possible to evaluate the developmental stages of Leporinus elongatus in more details, helping to clarify the habits and biology of this species. Results showed the ontogeny and ostheogenesis of of Leporinus elongatus this species from fecundation to juvenile, evidencing important structures as size of the yolk, essential to embryo nutrition, the blastopores closure, important event in embryogenesis because it indicates fertilization indexes, and the metamorphosis, which shows the main organs' development including bones. Bone morphogenetic markers 1 and 4, essential regulatory molecules for bone development, had their expression restricted from larva to fry stages, and were not observed in their previous stages. In sum, these results provided new data that may improve reproductive techniques for L. elongatus, and will support commercial and repopulation purposes.(AU)

Heterotopic bone formation in renal cell carcinoma: a diagnostic challenge.

Formation of bone in cases of renal cell carcinoma is a rare finding and only a couple of case reports from Japan and one from India are mentioned in the literature. Calcification inside renal mass has been reported earlier but the prognostic implications have not been clearly elucidated. We report a case which showed heterotopic bone formation (ossification) inside the renal mass and was managed by radical nephrectomy. The histopathology showed clear cell renal carcinoma with multiple centers of ossification in the region of calcification suggesting bone formation. In this case report we discuss bone morphogenetic proteins which have been implicated as a prognostic and causative factor, highlight the difficulties in distinguishing between calcification and bone formation on the basis of radiological investigations and mention the geographic implications of this rare phenomenon which has not been described earlier.

Localization of Bmp-4, Shh and Wnt-5a transcripts during early mice tooth development by in situ hybridization

A comparative nonisotopic in situ hybridization (ISH) analysis was carried out for the detection of Bmp-4, Shh and Wnt-5a transcripts during mice odontogenesis from initiation to cap stage. Bmp-4 was expressed early in the epithelium and then in the underlying mesenchyme. Shh expression was seen in the odontogenic epithelial lining thickening, being stronger in the enamel knot area, during the cap stage. Wnt-5a transcripts were expressed only in the mesenchyme during the initiation, bud and cap stages, with strong expression in the dental mesenchyme during the bud stage. The present results showed that Bmp-4, Shh and Wnt-5a are expressed since the very early stages of tooth development, and they suggest that the Wnt-5a gene is expressed in different cell populations than Bmp-4 and Shh.

No presente trabalho, realizou-se uma análise comparativa não isotópica por hibridização in situ a fim de se detectar a presença de transcritos de Bmp-4, Shh e Wnt-5a durante as fases iniciais da odontogênese em camundongos, desde a iniciação até o estágio de capuz. No estágio de iniciação, observou-se expressão precoce de Bmp-4 no epitélio e no mesênquima subjacente, enquanto que a expressão de Shh ocorreu durante o estágio de capuz, na região de espessamento do revestimento epitelial odontogênico, tornando-se mais intensa na área de nó do esmalte. Os transcritos de Wnt-5a foram expressos somente no mesênquima durante os estágios de iniciação, botão e capuz, com intenso sinal na região no mesênquima na fase de botão. Estes resultados mostraram que Bmp-4, Shh e Wnt-5a são expressos desde os estágios mais precoces do desenvolvimento dentário, sugerindo que o gene Wnt-5a seja expresso em populações celulares distintas daquelas que expressam Bmp-4 e Shh.

Content of bone morphogenetic protein-4 in human demineralized bone: relationship to donor age and ability to induce new bone formation.

BACKGROUND: Bone morphogenetic proteins (BMPs) are also called growth and differentiation factors (GDFs) and form a subfamily of related proteins within the TGF-beta superfamily. BMP-4 is one ofmultifuntional growth factors with pleiotropic roles in many different cell types and is predominantly present in human bone tissue. OBJECTIVES: To analyze the content of extractable BMP-4 in human demineralized bone as a function of age. MATERIAL AND METHOD: Bone samples were ground and demineralized by exposure to 0.5 N HCl and then extracted by collagenase digestion. Extractable BMP-4 was analyzed using a commercially available enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). RESULTS: 63 samples of demineralized bone matrix (DBM) derived from 36 men and 27 women between the ages of 15-65 years. The extractable BMP-4 content appears to be age-dependent, with DBM from younger donors being most likely to have higher BMP-4 quantity. In addition, DBM with high osteoinductivity contained greater amounts of extractable BMP-4 than DBM samples with low osteoinductivity. CONCLUSION: The BMP-4 in demineralized bone undergoes age-related decrease that may contribute to the reduction of bone volume observed with aging.

Reabsorçäo dentária fisiológica: estudo dos mecanismos (Apoptose) e das moléculas desencadeadoras (Bmp-4 e Gelatinase B) em dentes decíduos de gatos / Physiologic tooth resorption: mechanism study (apoptosis) and of molecules (Bmp 4 and Gelatinase B) in cats' deciduous teeth

A reabsorçäo dentária fisiológica ou rizólise em dentes decíduos, representa um fenômeno natural e programado pelo organismo, seguido pela substituiçäo da dentiçäo temporária pela permanente. Para estudar os mecanismos e mediadores bioquímicos envolvidos na induçäo da reabsorçäo fisiológica foram utilizados caninos e incisivos decíduos de gatos, em diferentes estádios de rizólise. Os animais utilizados tinham aproximadamente dois meses de vida pós-natal. O caráter programado da reabsorçäo dentária fisiológica motivou o estudo da participaçäo da apoptose neste processo. A apoptose foi evidenciada pela técnica TUNEL modificada nos cementoblastos, fibroblastos do tecido pulpar, do ligamento periodontal e nos restos epiteliais de Malassez dos dentes decíduos. A partir desta marcaçäo buscou-se identificar os prováveis mediadores bioquímicos indutores da apoptose nestas células, utilizando-se da hibridizaçäo in situ com radiosótopos. Uma das proteínas envolvidas na induçäo da apoptose em eventos fisiológicos, a proteína morfogenética óssea 4 (BMP-4), foi detectada nos cementoblastos e células do ligamento periodontal do dente decíduo. Topograficamente observou-se uma similaridade entre a expressäo de Bmp-4 e a técnica TUNEL modificada em cortes idênticos. Uma intensa marcaçäo de Bmp-4 foi também observada nos ameloblastos do dente permanente. Para a análise da participaçäo dos clastos na rizólise, foi avaliada via hibridizaçäo in situ, a expressäo de gelatinase B, uma metaproteinase da matriz extracelular sintetizada por estas células...