Bilim adamları, kemik bakımı için kritik olan hücrelerin oluşumunda belirli bir proteinin rolünü açıklıyor
Osteoporoz ve romatoid artrit gibi kronik kemik ve eklem hastalıkları, dünya çapında milyonlarca insanı, özellikle de yaşlıları etkiler ve yaşam kalitelerini düşürür. Bu hastalıkların her ikisinde de önemli bir faktör, osteoklast adı verilen kemik çözücü hücrelerin aşırı aktivitesidir. Osteoklastlar, makrofaj adı verilen belirli bir bağışıklık hücresinden farklılaşarak oluşurlar ve ardından kemiklerin ve eklemlerin korunmasında yeni rollerini kazanırlar: kemik dokusunu parçalayarak kemik dokusunu parçalayarak - başka bir hücre türü olan osteoblastların iskelet sistemini onarmasına ve yeniden şekillendirmesine izin verir. .
Genel olarak, bu farklılaşmada iki hücre içi süreç yer alır: birincisi, DNA'daki genetik bilgiden bir haberci RNA'nın (mRNA) oluşturulduğu transkripsiyon ve daha sonra mRNA'daki bilginin kodunun çözüldüğü proteinler üreten translasyon. hücrede belirli işlevleri yerine getirir. Osteoklast oluşumunda RANKL adlı belirli bir proteinin rolünün keşfedilmesinden bu yana, bilim adamları, hücre sinyal yollarının ve transkripsiyon ağlarının osteoklast oluşumunu düzenlediği bulmacanın önemli bir bölümünü çözdüler. Yine de, ilgili transkripsiyon sonrası hücresel süreçler anlaşılmayı beklemektedir.
Şimdi, Biyokimyasal ve Biyofiziksel Araştırma İletişimi'nde yayınlanan yeni bir çalışmada, Japonya Tokyo Bilim Üniversitesi'ndeki bilim adamları, bu karmaşık süreçte Cpeb4 adlı bir proteinin rolünü ortaya çıkardılar. Cpeb4, RNA'ya bağlanan ve translasyonel aktivasyonu ve baskılamayı düzenleyen "sitoplazmik poliadenilasyon elemanı bağlanma (CPEB)" protein ailesinin ve protein varyantları üreten "alternatif ekleme" mekanizmalarının bir parçasıdır. Çalışmayı yöneten Dr. Tadayoshi Hayata şöyle açıklıyor: “CPEB proteinleri otizm, kanser ve kırmızı kan hücresi farklılaşması gibi çeşitli biyolojik süreçlerde ve hastalıklarda rol oynamaktadır. Ancak osteoklast farklılaşmasındaki işlevleri net olarak bilinmemektedir. Bu nedenle, Cpeb4 adlı bu aileden bir proteini karakterize etmek için fare makrofajlarının hücre kültürlerini kullanarak bir dizi deney yaptık. "
Gerçekleştirilen çeşitli hücre kültürü deneylerinde, fare makrofajları, osteoklast farklılaşmasını tetiklemek için RANKL ile uyarıldı ve kültürün evrimi izlendi. İlk olarak, bilim adamları osteoklast farklılaşması sırasında Cpeb4 gen ekspresyonunun ve dolayısıyla Cpeb4 proteini miktarının arttığını buldular. Daha sonra, immünofloresan mikroskobu yoluyla, hücreler içindeki Cpeb4'ün konumundaki değişiklikleri görselleştirdiler. Cpeb4'ün belirli şekiller sunarken sitoplazmadan çekirdeklere hareket ettiğini buldular (osteoklastlar bir araya gelme ve birden fazla çekirdekli hücreler oluşturma eğilimindedir). Bu, osteoklast farklılaşması ile ilişkili Cpeb4 işlevinin muhtemelen çekirdeklerin içinde gerçekleştirildiğini gösterir.
RANKL stimülasyonunun bu Cpeb4 yeniden lokalizasyonuna nasıl neden olduğunu anlamak için bilim adamları, stimülasyon tarafından tetiklenen hücre içi sinyal yollarında "aşağı yönde" yer alan proteinlerin bazılarını seçici olarak "inhibe eder" veya bastırır. Süreç için gerekli olan iki yolu belirlediler. Bununla birlikte, meydana gelen olayların sırasını ve ilgili tüm proteinleri tam olarak öğrenmek için daha fazla deney yapılması gerekecektir.
Son olarak, Dr Hayata ve ekibi, Cpeb4'ün aktif olarak tükendiği makrofaj kültürlerini kullanan osteoklast oluşumu için Cpeb4'ün kesinlikle gerekli olduğunu gösterdi. Bu kültürlerdeki hücreler, osteoklast haline gelmek için daha fazla farklılaşmaya uğramadı.
Birlikte ele alındığında sonuçlar, osteoklast oluşumunda yer alan hücresel mekanizmaları anlamak için bir basamaktır. Dr Hayata şunları söylüyor: “Çalışmamız, RNA bağlayıcı protein Cpeb4'ün osteoklast farklılaşmasının pozitif bir“ etkileyicisi ”olarak önemli rolüne ışık tutuyor. Bu bize kemik ve eklem hastalıklarının patolojik durumlarını daha iyi anlamamızı sağlıyor ve osteoporoz ve romatoid artrit gibi başlıca hastalıklar için tedavi stratejilerinin geliştirilmesine katkıda bulunabilir. " Umuyoruz ki, bu çalışmanın kolaylaştırdığı osteoklast oluşumuna ilişkin daha derin anlayış, sonuçta ağrılı kemik ve eklem hastalıkları ile yaşayan insanlar için gelişmiş yaşam kalitesine dönüşecektir.
Tokyo Bilim Üniversitesi hakkında
Tokyo Bilim Üniversitesi (TUS), Tokyo'nun merkezinde, banliyölerinde ve Hokkaido'da dört kampüsü bulunan tanınmış ve saygın bir üniversite ve Japonya'daki en büyük bilim alanında uzmanlaşmış özel araştırma üniversitesidir. 1881 yılında kurulan üniversite, araştırmacılara, teknisyenlere ve eğitimcilere bilime olan sevgiyi aşılayarak Japonya'nın bilimdeki gelişimine sürekli katkıda bulunmuştur.
“Doğanın, insanın ve toplumun uyumlu gelişimi için bilim ve teknoloji yaratma” misyonuyla TUS, temelden uygulamalı bilime kadar geniş bir araştırma yelpazesini üstlenmiştir. TUS, araştırma için multidisipliner bir yaklaşımı benimsemiş ve günümüzün en hayati alanlarından bazılarında yoğun çalışmalar yürütmüştür. TUS, bilimdeki en iyinin tanındığı ve beslendiği bir meritokrasidir. Japonya'da Nobel Ödülü sahibi ve doğa bilimleri alanında Nobel Ödülü kazananlar üreten Asya'daki tek özel üniversitedir.
Tokyo Bilim Üniversitesi'nden Doçent Tadayoshi Hayata hakkında
Dr Tadayoshi Hayata, 2018'den beri Tokyo Bilim Üniversitesi Farmasötik Bilimler Fakültesi Moleküler Farmakoloji Bölümü'nde Doçent ve Baş Araştırmacı olarak görev yapmaktadır. Laboratuvarı, kemik ve eklem hastalıklarının doğasını anlamak ve terapötik hedefler bulmak için kemik metabolizması, hücresel farklılaşma, moleküler farmakoloji ve benzer alanlara odaklanmaktadır. Dr Hayata, birkaç Japon Topluluğu ve Amerikan Kemik ve Mineral Araştırma Derneği'ne bağlıdır. 50'nin üzerinde orijinal makale yayınladı ve akademik konferanslarda 150'nin üzerinde sunum yaptı. Buna ek olarak, osteoporoz üzerine yaptığı araştırma bunu Japon gazetelerine defalarca yaptı.
Finansman bilgileri
Bu çalışma JSPS KAKENHI [18K09053 hibe numarası] tarafından desteklenmiştir; Nanken-Kyoten, TMDU (2019); Nakatomi Vakfı; Astellas Araştırma Desteği; Pfizer Akademik Katkı; Daiichi-Sankyo Akademik Katkı; Teijin Pharma Akademik Katkı; Eli Lilly Japonya Akademik Katkı; Otsuka İlaç Akademik Katkısı; Shionogi Akademik Katkısı; Chugai İlaç Akademik Katkı.
