Ученые из Алабамского университета в Бирмингеме и Чжэцзянского университета в Китае изучили клеточный механизм, играющий ключевую роль в возрастной потере костной ткани. Результаты их работы не только проливают свет на биологию остеопороза, но и могут помочь в разработке новых препаратов для лечения болезни.
В статье журнале «PNAS» они рассказали о роли белка Cbf-бета в контроле скорости, с которой новые костные клетки заменяют старые.
Остеопороз – заболевание, при котором кости становятся слабыми и хрупкими. Это повышает риск переломов. Кость – живая ткань, которая постоянно восстанавливается, и тело поддерживает баланс – гомеостаз – между созданием новых костных клеток и удалением старых.
С возрастом скорость, к которой новая костная ткань сменяет старую, замедляется, и плотность кости снижается. Если это происходит слишком медленно, может возникнуть остеопороз.
Клетки-предшественники
Клетки-предшественники – это незрелые клетки, находящиеся в «запасе» до тех пор, пока не получат генетические инструкции от транскрипционных факторов, которые сообщают, какими клетками им предстоит стать. В случае с костной тканью, клетки-предшественники представляют собой мезенхимальные стволовые клетки костного мозга.
В зависимости от получаемых инструкций, мезенхимальные клетки могут превратиться в остеобласты – клетки, образующие костную ткань, а также хондроциты, клетки хрящевой ткани, и адипоциты, клетки жировой ткани.
Когда ученые исследовали факторы транскрипции, контролирующие направление созревания, они обнаружили, что белок Cbf-бета играет жизненно важную роль в переключении пунктов назначения между остеобластами и адипоцитами.
Роль Cbf-бета в развитии остеопороза
Ученые создали три группы мышей, удалив у них Cbf-бета на трех разных стадиях созревания клеток-предшественников. Они обнаружили, что у всех грызунов развилась тяжелая форма остеопороза, и произошло накопление жировых клеток в костном мозге. В клетках-предшественниках также наблюдалась повышенная экспрессия генов жировых клеток.
Дальнейшее исследование показало, что когда Cbf-бета активирует сигнал в клетке Wnt10b, он блокирует экспрессию гена, который «говорит» незрелым клеткам стать жировыми. Ученые также обнаружили, что Cbf-бета приводит к тому, что клетки-предшественники превращаются в остеобласты.
Эти результаты могут помочь в разработке новых терапевтических средств, которые минимизируют побочные эффекты гомеостаза костей.
Источник: medicalnewstoday.com/articles/319543