Natukoy ang pangunahing protina upang maiwasan ang pagkawala ng mass ng buto sa osteoporosis

Ang Osteoporosis, isang kondisyon na nailalarawan sa mga buhaghag at marupok na buto, ay nagdudulot ng malaking banta sa kalusugan ng kalansay. Ang mga buto, bilang pangunahing suporta sa istruktura ng katawan ng tao, ay nagbibigay ng mahalagang suporta. Kapag bumababa ang masa ng buto, hindi lamang nito napipinsala ang suportang ito, kundi pati na rin ang pangkalahatang paggana, na humahantong sa pagbaba ng kalidad ng buhay.

Habang tumataas ang insidente ng osteoporosis sa tumatandang populasyon, dumarami ang pasanin sa mga mapagkukunan ng pangangalagang pangkalusugan para sa pangmatagalang pangangalaga. Samakatuwid, kinakailangan na maunawaan ang mga mekanismo na nag-aambag sa pag-unlad ng osteoporosis at upang bumuo ng mga epektibong naka-target na paggamot upang mabawasan ang pangmatagalang epekto nito.

Ang mga osteoblast at osteoclast ay dalawang uri ng mga selula na may mahalagang papel sa pagpapanatili at pagbabago ng tissue ng buto. Habang ang mga osteoblast ay mga cell na bumubuo ng buto na responsable para sa synthesis at deposition ng bagong tissue ng buto, ang mga osteoclast ay mga cell na nakakasira ng buto na kasangkot sa pagkasira at pagtanggal ng luma o nasira na tissue ng buto.

Ang pagtaas sa proporsyon ng mga osteoclast ay humahantong sa pagkawala ng buto sa mga kondisyon tulad ng osteoporosis, rheumatoid arthritis (pamamaga ng mga kasukasuan), at metastases ng buto (kanser na kumalat sa mga buto). Ang mga osteoclast ay nagmumula sa pagkakaiba-iba ng mga macrophage o monocytes, na mga uri ng immune cells.

Kaya, ang pagsugpo sa pagkakaiba-iba ng osteoclast ay maaaring magsilbi bilang isang therapeutic na diskarte upang maiwasan ang pagkawala ng buto. Gayunpaman, ang mga tiyak na mekanismo ng molekular na kumokontrol sa kumplikadong proseso ng pag-remodel ng buto ay nananatiling hindi maliwanag.

Sa isang bagong pag-aaral, sina Propesor Tadayoshi Hayata, G. Takuto Konno at Ms. Hitomi Murachi mula sa Tokyo University of Science, kasama ang mga kasamahan, ay nakipag-usap sa molecular regulation ng osteoclast differentiation. Ang pagpapasigla sa receptor activator ng nuclear factor kappa B ligand (RANKL) ay nag-uudyok sa pagkita ng kaibahan ng mga macrophage sa mga osteoclast.

Bilang karagdagan, ang bone morphogenetic protein (BMP) at transforming growth factor (TGF) -β signaling pathways ay naisangkot sa regulasyon ng RANKL-mediated osteoclast differentiation. Sa kasalukuyang pag-aaral, nilalayon ng mga mananaliksik na siyasatin ang papel ng Ctdnep1, isang phosphatase (isang enzyme na nag-aalis ng mga grupo ng pospeyt) na naiulat na sugpuin ang BMP at TGF-β signaling pathways.

Ang pag-aaral ay na-publish sa journal Biochemical at Biophysical Research Communications.

Sinabi ni Propesor Hayata: "Ang RANKL ay gumaganap bilang isang 'accelerator' para sa osteoclast differentiation. Ang pagmamaneho ng kotse ay nangangailangan ng hindi lamang isang accelerator kundi pati na rin ang mga preno. Dito, nakita namin na ang Ctdnep1 ay gumaganap bilang isang 'preno' sa osteoclast differentiation."

Unang sinuri ng mga mananaliksik ang Ctdnep1 expression sa RANKL-treated mouse macrophage at untreated control cells. Napansin nila na ang expression ng Ctdnep1 ay hindi nagbago bilang tugon sa pagpapasigla ng RANKL. Gayunpaman, ito ay naisalokal sa cytoplasm sa isang butil-butil na anyo sa mga macrophage at naiba sa mga osteoclast, na naiiba sa normal na perinuclear na lokalisasyon nito sa iba pang mga uri ng cell, na nagpapahiwatig ng cytoplasmic function nito sa osteoclast differentiation.

Higit pa rito, ang pagbagsak ng Ctdnep1 (downregulation ng gene expression) ay nagresulta sa pagtaas ng bilang ng mga osteoclast na positibo para sa tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP), kung saan ang TRAP ay isang marker ng magkakaibang mga osteoclast.

Ang Knockout ng Ctdnep1 ay nagresulta sa pagtaas ng pagpapahayag ng mga pangunahing marker ng pagkita ng kaibhan, kabilang ang "Nfatc1," isang master transcription factor na dulot ng RANKL para sa osteoclast differentiation. Sinusuportahan ng mga resultang ito ang isang "function ng preno" ng Ctdnep1, kung saan negatibo nitong kinokontrol ang pagkakaiba-iba ng osteoclast. Bukod dito, ang knockout ng Ctdnep1 ay nagresulta din sa pagtaas ng pagsipsip ng calcium phosphate, na nagmumungkahi ng isang suppressive na papel para sa Ctdnep1 sa resorption ng buto.

Sa wakas, kahit na hindi binago ng Ctdnep1 knockout ang pagsenyas ng BMP at TGF-β, ang mga cell na kulang sa Ctdnep1 ay nagpakita ng pagtaas ng mga antas ng phosphorylated (activated) na mga protina, na mga produkto ng RANKL signaling pathway. Ang mga resultang ito ay nagmumungkahi na ang pagbabawal na epekto ng Ctdnep1 sa osteoclast na pagkita ng kaibhan ay maaaring hindi ma-mediated sa pamamagitan ng BMP at TGF-β signaling, ngunit sa pamamagitan ng downregulation ng RANKL signaling pathway at Nfatc1 na antas ng protina.

Sa pangkalahatan, ang mga resultang ito ay nagbibigay ng mga bagong insight sa proseso ng pagkakaiba-iba ng osteoclast at natukoy ang mga potensyal na therapeutic target na maaaring magamit upang bumuo ng mga paggamot upang mabawasan ang pagkawala ng buto dahil sa sobrang aktibidad ng osteoclast. Bilang karagdagan sa mga sakit na nailalarawan sa pagkawala ng buto, ang Ctdnep1 ay nakilala rin bilang sanhi ng medulloblastoma, isang tumor sa utak ng pagkabata. Ang mga may-akda ay maasahin sa mabuti na ang kanilang pananaliksik ay maaaring mapalawak sa iba pang mga sakit ng tao na lampas sa metabolismo ng buto.

Nagtapos si Propesor Hayata: "Ang aming mga resulta ay nagmumungkahi na ang Ctdnep1 ay kinakailangan upang maiwasan ang labis na osteoclastogenesis. Ang mga resultang ito ay maaaring higit pang mapalawak ang aming kaalaman kung paano kinokontrol ng phosphorylation-dephosphorylation network ang pagkakaiba-iba ng osteoclast at maaaring magbigay ng mga bagong therapeutic na estratehiya para sa paggamot ng mga sakit sa buto na nauugnay sa labis na aktibidad ng osteoclast."