Ključni protein identificiran u sprječavanju gubitka koštane mase kod osteoporoze
Posljednji pregledao: 14.06.2024
Svi iLive sadržaji medicinski se pregledavaju ili provjeravaju kako bi se osigurala što je moguće točnija činjenica.
Imamo stroge smjernice za pronalaženje izvora i samo povezujemo s uglednim medijskim stranicama, akademskim istraživačkim institucijama i, kad god je to moguće, medicinski pregledanim studijama. Imajte na umu da su brojevi u zagradama ([1], [2], itd.) Poveznice koje se mogu kliknuti na ove studije.
Ako smatrate da je bilo koji od naših sadržaja netočan, zastario ili na neki drugi način upitan, odaberite ga i pritisnite Ctrl + Enter.
Osteoporoza, stanje koje karakteriziraju porozne i lomljive kosti, predstavlja značajnu prijetnju zdravlju kostura. Kosti, kao glavni strukturni oslonac ljudskog tijela, pružaju vitalnu potporu. Kada se koštana masa smanji, to ne samo da narušava ovu potporu, već također narušava cjelokupnu funkciju, što dovodi do smanjene kvalitete života.
Kako se učestalost osteoporoze povećava u populaciji koja stari, povećava se pritisak na resurse zdravstvene skrbi za dugotrajnu skrb. Stoga je potrebno razumjeti mehanizme koji doprinose razvoju osteoporoze i razviti učinkovite ciljane tretmane kako bi se smanjio njezin dugoročni učinak.
Osteoblasti i osteoklasti dvije su vrste stanica koje igraju ključnu ulogu u održavanju i remodeliranju koštanog tkiva. Dok su osteoblasti stanice koje stvaraju kost i odgovorni su za sintezu i taloženje novog koštanog tkiva, osteoklasti su stanice koje razgrađuju kost i uključene su u razgradnju i uklanjanje starog ili oštećenog koštanog tkiva.
Povećanje udjela osteoklasta dovodi do gubitka koštane mase u stanjima kao što su osteoporoza, reumatoidni artritis (upala zglobova) i koštane metastaze (rak koji se proširio na kosti). Osteoklasti nastaju diferencijacijom makrofaga ili monocita, koji su vrste imunoloških stanica.
Inhibicija diferencijacije osteoklasta stoga može poslužiti kao terapijska strategija za sprječavanje gubitka koštane mase. Međutim, precizni molekularni mehanizmi koji reguliraju složeni proces pregradnje kostiju ostaju nejasni.
U novoj studiji, profesor Tadayoshi Hayata, g. Takuto Konno i gđa. Hitomi Murachi sa Sveučilišta znanosti u Tokiju, zajedno s kolegama, dublje su istražili molekularnu regulaciju diferencijacije osteoklasta. Stimulacija ligandom aktivatora nuklearnog faktora kapa B receptora (RANKL) inducira diferencijaciju makrofaga u osteoklaste.
Pored toga, signalni putovi koštanog morfogenetskog proteina (BMP) i transformirajućeg faktora rasta (TGF)-β uključeni su u regulaciju diferencijacije osteoklasta posredovane RANKL-om. U trenutnoj studiji istraživači su nastojali ispitati ulogu Ctdnep1, fosfataze (enzima koji uklanja fosfatne skupine) za koju se izvješćuje da potiskuje BMP i TGF-β signalne putove.
Studija je objavljena u časopisu Biochemical and Biophysical Research Communications.
Profesor Hayata navodi: "RANKL djeluje kao 'akcelerator' za diferencijaciju osteoklasta. Vožnja automobila ne zahtijeva samo gas, već i kočnice. Ovdje smo otkrili da Ctdnep1 djeluje kao 'kočnica' u diferencijaciji osteoklasta." p>
Istraživači su prvo ispitivali ekspresiju Ctdnep1 u makrofagima miševa tretiranih RANKL-om i kontrolnih stanica bez tretmana. Primijetili su da se ekspresija Ctdnep1 nije promijenila kao odgovor na RANKL stimulaciju. Međutim, lokaliziran je u citoplazmi u obliku granula u makrofagima i diferenciran u osteoklaste, različito od njegove normalne perinuklearne lokalizacije u drugim tipovima stanica, što ukazuje na njegovu citoplazmatsku funkciju u diferencijaciji osteoklasta.
Osim toga, nokaut Ctdnep1 (smanjenje gena) rezultirao je povećanjem broja osteoklasta pozitivnih na kiselu fosfatazu otpornu na tartarat (TRAP), gdje je TRAP marker diferenciranih osteoklasta.
Nokaut Ctdnep1 rezultirao je povećanom ekspresijom ključnih markera diferencijacije, uključujući "Nfatc1," glavni transkripcijski faktor koji je inducirao RANKL za diferencijaciju osteoklasta. Ovi rezultati podržavaju "inhibitornu funkciju" Ctdnep1, pri čemu on negativno regulira diferencijaciju osteoklasta. Štoviše, izbacivanje Ctdnep1 također je rezultiralo povećanom apsorpcijom kalcijevog fosfata, što ukazuje na inhibitornu ulogu Ctdnep1 u resorpciji kosti.
Konačno, iako nokaut Ctdnep1 nije promijenio BMP i TGF-β signalne putove, stanice s nedostatkom Ctdnep1 pokazale su povećane razine fosforiliranih (aktiviranih) proteina koji su proizvodi signalnog puta RANKL. Ovi rezultati sugeriraju da supresivni učinak Ctdnep1 na diferencijaciju osteoklasta možda nije posredovan preko BMP i TGF-β signalnih putova, već negativnom regulacijom RANKL signalnog puta i razina proteina Nfatc1.
Općenito, ovi rezultati pružaju nove uvide u proces diferencijacije osteoklasta i identificiraju potencijalne terapijske ciljeve koji se mogu koristiti za razvoj tretmana usmjerenih na smanjenje gubitka koštane mase zbog prekomjerne aktivnosti osteoklasta. Uz bolesti karakterizirane gubitkom koštane mase, Ctdnep1 je također identificiran kao uzročni čimbenik meduloblastoma, tumora mozga u djetinjstvu. Autori su optimistični da se njihovo istraživanje može proširiti na druge ljudske bolesti izvan metabolizma kostiju.
Profesor Hayata zaključuje: "Naši rezultati sugeriraju da je Ctdnep1 potreban za sprječavanje pretjerane osteoklastogeneze. Ovi rezultati mogu dodatno proširiti znanje o tome kako mreža fosforilacije-defosforilacije kontrolira diferencijaciju osteoklasta i mogu pružiti nove terapijske strategije za liječenje bolesti kostiju povezanih s prekomjerna aktivnost osteoklasta."