Natukoy ang pangunahing protina sa pagpigil sa pagkawala ng buto sa osteoporosis

Ang Osteoporosis, isang kondisyon na nailalarawan sa mga buhaghag at malutong na buto, ay nagdudulot ng malaking banta sa kalusugan ng skeletal. Ang mga buto, bilang pangunahing suporta sa istruktura ng katawan ng tao, ay nagbibigay ng mahalagang suporta. Kapag bumababa ang bone mass, hindi lang nito pinapahamak 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, tumataas ang strain sa mga mapagkukunan ng pangangalagang pangkalusugan para sa pangmatagalang pangangalaga. Samakatuwid, kinakailangang maunawaan ang mga mekanismong nag-aambag sa pagbuo ng osteoporosis at 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 gumaganap ng mahalagang papel sa pagpapanatili at pagbabago ng tissue ng buto. Habang ang mga osteoblast ay mga cell na bumubuo ng buto at responsable para sa synthesis at deposition ng bagong bone tissue, ang mga osteoclast ay mga bone-degrading cells na kasangkot sa decomposition at pagtanggal ng luma o nasirang bone tissue.

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.

Ang pagpigil 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 malinaw.

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

Sa 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, hinangad ng mga mananaliksik na suriin ang papel ng Ctdnep1, isang phosphatase (isang enzyme na nag-aalis ng mga phosphate group) na iniulat na supilin ang BMP at TGF-β signaling pathways.

Na-publish ang pag-aaral 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 namin nalaman na ang Ctdnep1 ay gumaganap bilang isang 'preno' sa osteoclast differentiation." p>

Unang sinuri ng mga mananaliksik ang pagpapahayag ng Ctdnep1 sa mga macrophage mula sa mga daga na ginagamot sa RANKL at mga control cell nang walang paggamot. Napansin nila na ang expression ng Ctdnep1 ay hindi nagbago bilang tugon sa pagpapasigla ng RANKL. Gayunpaman, na-localize ito sa cytoplasm sa granular form sa macrophage at naiba sa mga osteoclast, naiiba sa normal nitong perinuclear localization sa iba pang mga uri ng cell, na nagmumungkahi ng cytoplasmic function nito sa osteoclast differentiation.

Sa karagdagan, ang Ctdnep1 knockout (downregulation ng gene) 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 osteoclast.

Ang Ctdnep1 knockout ay nagresulta sa mas mataas na pagpapahayag ng mga key differentiation marker, kabilang ang "Nfatc1," isang master transcription factor na idinulot ng RANKL para sa osteoclast differentiation. Sinusuportahan ng mga resultang ito ang isang "pagbabawal na function" ng Ctdnep1, kung saan negatibong kinokontrol nito ang pagkakaiba-iba ng osteoclast. Bukod dito, nagresulta din ang pag-knockout ng Ctdnep1 sa mas mataas na pagsipsip ng calcium phosphate, na nagmumungkahi ng isang nagbabawal na papel para sa Ctdnep1 sa bone resorption.

Sa wakas, kahit na hindi binago ng Ctdnep1 knockout ang BMP at TGF-β signaling pathways, ang Ctdnep1-deficient cells ay nagpakita ng tumaas na antas ng phosphorylated (activated) na mga protina na mga produkto ng RANKL signaling pathway. Iminumungkahi ng mga resultang ito na ang suppressive effect ng Ctdnep1 sa osteoclast differentiation ay maaaring hindi ipamagitan sa pamamagitan ng BMP at TGF-β signaling pathways, ngunit sa pamamagitan ng negatibong regulasyon 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 natutukoy ang mga potensyal na therapeutic target na maaaring magamit upang bumuo ng mga paggamot na naglalayong bawasan 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 umaasa na ang kanilang pananaliksik ay maaaring mapalawak sa iba pang mga sakit ng tao na higit sa metabolismo ng buto.

Si Propesor Hayata ay nagtapos: "Iminumungkahi ng aming mga resulta na ang Ctdnep1 ay kinakailangan upang maiwasan ang labis na osteoclastogenesis. Ang mga resultang ito ay maaaring higit pang palawakin ang 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."