Остеопороз: Биология, стоящая за возрастной потерей костей, показала.

Остеопороз: Биология, стоящая за возрастной потерей костей, показала.

Остеопороз: Биология, стоящая за возрастной потерей костей, показала.

В журнале PNAS ученые из Университета Алабамы в Бирмингеме и Университета Чжэцзян в Китае объясняют, как белок под названием Cbf-beta важен для контроля скорости замещения старых костных клеток новыми.

Остеопороз — это заболевание, при котором кости становятся слабыми и хрупкими, повышая риск переломов. Кость — это живая ткань, которая постоянно регенерируется, и организм поддерживает баланс — называемый гомеостазом — между созданием новых костных клеток и удалением старых клеток.

С возрастом скорость, с которой новая кость заменяет старую или поврежденную, замедляется, а плотность костей постепенно снижается. Но если эта скорость замедлится слишком сильно, это может привести к остеопорозу.

Остеопороз является серьезной глобальной проблемой здравоохранения и чаще встречается у женщин, чем у мужчин. По оценкам, около 1 из 3 женщин и 1 из 5 мужчин старше 50 лет страдают переломами костей в результате остеопороза.

У женщин старше 45 лет на это заболевание приходится больше дней пребывания в больнице, чем на диабет, сердечный приступ и рак молочной железы.

Считается, что в Соединенных Штатах от низкой костной массы и остеопороза страдают более половины (55 процентов) людей в возрасте 50 лет и старше.

Прогениторные клетки

Прогениторные клетки — это незрелые клетки, которые находятся в резерве до получения генетических инструкций от транскрипционных факторов, указывающих на то, каким типом клетки они должны стать. В случае с костной тканью, прогениторными клетками являются «мезенхимальные стволовые клетки» костного мозга.

В зависимости от получаемых инструкций, мезенхимальные стволовые клетки могут развиваться в костные клетки, называемые остеобластами, хрящевые клетки, или хондроциты, и адипоциты, или жировые клетки.

До сих пор не было ясно, что контролирует направление зрелости прогениторных клеток для поддержания тонкого равновесия или гомеостаза костного образования.

Когда они исследовали факторы транскрипции, контролирующие направление зрелости, команда обнаружила, что белок, называемый бета-субъединицей связывающего фактора ядра (Cbf-beta), является жизненно важным для переключения пунктов назначения между клетками, вырабатывающими кость, и жировыми клетками.

Для проведения исследования команда разработала три группы мышей, удалив Cbf-бета на трех различных стадиях созревания прогениторных клеток.

Cbf-beta играет ключевую роль

Группа обнаружила, что у всех трех групп мышей развился тяжелый остеопороз и накопились жировые клетки в костном мозге. Такая же картина наблюдалась и при возрастной потере костей.

Они также обнаружили повышенную экспрессию генов жировых клеток в прогениторных клетках, то есть мезенхимальных стволовых клетках костного мозга, и костных клетках черепов мышей, лишенных Cbf-бета.

Дальнейшие исследования показали, что когда Cbf-beta активирует сигнал внутри типа клетки, известного как Wnt10beta-катенина, он блокирует экспрессию гена, который направляет прогениторные клетки к созреванию в жировые клетки. Другими словами, он тормозит «регуляторный ген адипогенеза».

Группа также обнаружила, что Cbf-beta заставляет клетки-предшественники становиться костными клетками через другой тип сигнала Wnt, посылаемого в соседние клетки: «Wnt Paracrine pathway».

Исследователи надеются, что их картирование улучшит понимание той роли, которую играет Cbf-beta в поддержании костной ткани, особенно с возрастом.

» Понимание, полученное в результате этого исследования, заполнит важный пробел в знаниях и может способствовать разработке новых методов лечения потери костей, которые минимизируют побочные побочные эффекты при гомеостазе костей».