Ipinaliwanag ng mga siyentista ang papel na ginagampanan ng isang tiyak na protina sa pagbuo ng mga cell na kritikal sa pagpapanatili ng buto
Ang mga malalang sakit sa buto at magkasanib na sakit, tulad ng osteoporosis at rheumatoid arthritis, ay nakakaapekto sa milyun-milyong mga tao sa buong mundo, partikular ang mga matatanda, na nagpapasama sa kanilang kalidad ng buhay. Ang isang mahalagang kadahilanan sa pareho ng mga sakit na ito ay ang labis na aktibidad ng mga cell na natutunaw ng buto na tinatawag na osteoclasts. Ang mga osteoclast ay nabuo sa pamamagitan ng pagkita ng kaibhan mula sa isang tiyak na uri ng immune cell na tinatawag na macrophage, pagkatapos ay nakakuha sila ng kanilang bagong papel sa pagpapanatili ng mga buto at kasukasuan: pagkasira ng tisyu ng buto upang payagan ang mga osteoblast-isa pang uri ng cell-upang maayos at baguhin ang sistema ng kalansay .
Malawak, dalawang proseso ng intracellular ang nasasangkot sa pagkita ng pagkakaiba-iba: una, salin-salin - kung saan ang isang messenger na RNA (mRNA) ay nilikha mula sa impormasyong genetiko sa DNA-at pagkatapos ay, pagsasalin - kung saan ang impormasyon sa mRNA ay na-decode upang makagawa ng mga protina na magsagawa ng mga tiyak na pag-andar sa cell. Mula nang matuklasan ang papel na ginagampanan ng isang partikular na protina na tinatawag na RANKL sa pagbuo ng osteoclast, nalutas ng mga siyentista ang isang malaking bahagi ng palaisipan kung saan ang mga cell signaling pathway at transcription network ang kumokontrol sa pagbuo ng osteoclast. Gayunpaman, ang mga proseso ng cell-post na transcription na kasangkot ay mananatiling mauunawaan.
Ngayon, sa isang bagong pag-aaral na inilathala sa Biochemical at Biophysical Research Communities, binago ng mga siyentista sa Tokyo University of Science, Japan, ang papel na ginagampanan ng isang protina na tinatawag na Cpeb4 sa komplikadong proseso na ito. Ang Cpeb4 ay bahagi ng "cytoplasmic polyadenylation element binding (CPEB)" na pamilya ng mga protina, na nagbubuklod sa RNA at kinokontrol ang pagsasa-aktibo at pagpigil sa pagsasaling-wika, pati na rin ang mga mekanismo ng "alternatibong paghahati" na gumagawa ng mga pagkakaiba-iba ng protina. Si Dr Tadayoshi Hayata, na namuno sa pag-aaral, ay nagpapaliwanag: "Ang mga protina ng CPEB ay sangkot sa iba't ibang mga proseso ng biological at sakit, tulad ng autism, cancer, at pagkita ng pagkakaiba ng pulang selula. Gayunpaman, ang kanilang mga pag-andar sa osteoclast pagkita ng kaibhan ay hindi malinaw na kilala. Samakatuwid, nagsagawa kami ng isang serye ng mga eksperimento upang makilala ang isang protina mula sa pamilyang ito, Cpeb4, gamit ang mga kultura ng cell ng mouse macrophages. "
Sa iba't ibang mga eksperimento sa kultura ng cell na isinagawa, ang mga macrophage ng mouse ay na-stimulate sa RANKL upang ma-trigger ang pagkita ng osteoclast at sinusubaybayan ang ebolusyon ng kultura. Una, nalaman ng mga siyentista na ang expression ng Cpeb4 gene, at dahil dito ang dami ng Cpeb4 protein, tumaas sa panahon ng pagkita ng osteoclast. Pagkatapos, sa pamamagitan ng microscopy ng immunofluorescence, nailarawan nila ang mga pagbabago sa lokasyon ng Cpeb4 sa loob ng mga cell. Natagpuan nila na ang Cpeb4 ay lumilipat mula sa cytoplasm patungo sa nuclei, habang nagpapakita ng mga tiyak na hugis (ang mga osteoclast ay may posibilidad na magkakasama at bumubuo ng mga cell na may maraming mga nuclei). Ipinapahiwatig nito na ang pagpapaandar ng Cpeb4 na nauugnay sa osteoclast pagkita ng kaibhan ay malamang na isinasagawa sa loob ng nuclei.
Upang maunawaan kung paano ang pagpapasigla ng RANKL ay sanhi ng relokalisasyon ng Cpeb4 na ito, ang mga siyentipiko ay pumipili na "pinigilan" o pinipigilan ang ilan sa mga protina na naging kasangkot sa "downstream" sa mga intracellular signaling pathway na na-trigger ng stimulasi. Nakilala nila ang dalawang mga landas kung kinakailangan para sa proseso. Gayunpaman, kakailanganin ang karagdagang mga eksperimento upang lubos na malaman ang tungkol sa pagkakasunud-sunod ng mga kaganapan na nagaganap at lahat ng mga protina na kasangkot.
Sa wakas, ipinakita ni Dr Hayata at ng kanyang koponan na ang Cpeb4 ay ganap na kinakailangan para sa pagbuo ng osteoclast gamit ang mga kultura ng macrophage kung saan ang Cpeb4 ay aktibong naubos. Ang mga cell sa mga kulturang ito ay hindi sumailalim sa karagdagang pagkakaiba-iba upang maging mga osteoclast.
Pinagsama, ang mga resulta ay isang hakbang sa pag-unawa sa mga mekanismo ng cellular na kasangkot sa pagbuo ng osteoclast. Sinabi ni Dr Hayata: "Ang aming pag-aaral ay nagbigay ilaw sa mahalagang papel na ginagampanan ng RNA-binding protein na Cpeb4 bilang isang positibong" influencer "ng osteoclast pagkita ng kaibhan. Nagbibigay ito sa amin ng isang mas mahusay na pag-unawa sa mga pathological na kondisyon ng buto at magkasanib na sakit at maaaring mag-ambag sa pagbuo ng mga therapeutic na diskarte para sa mga pangunahing sakit tulad ng osteoporosis at rheumatoid arthritis. " Inaasahan ko, ang mas malalim na antas ng pag-unawa sa henerasyong osteoclast na pinadali ng pag-aaral na ito ay huli na maisasalin sa pinabuting kalidad ng buhay para sa mga taong nabubuhay na may masakit na buto at magkasanib na mga sakit.
Tungkol sa Tokyo University of Science
Ang Tokyo University of Science (TUS) ay isang kilalang at iginagalang na unibersidad, at ang pinakamalaking unibersidad sa pananaliksik na may dalubhasa sa agham sa Japan, na may apat na kampus sa gitnang Tokyo at mga suburb nito at sa Hokkaido. Itinatag noong 1881, ang unibersidad ay patuloy na nag-ambag sa pag-unlad ng agham ng Japan sa pamamagitan ng pagtaguyod ng pagmamahal sa agham sa mga mananaliksik, tekniko, at tagapagturo.
Sa isang misyon ng "Lumilikha ng agham at teknolohiya para sa maayos na pag-unlad ng kalikasan, mga tao, at lipunan", ang TUS ay nagsagawa ng isang malawak na hanay ng pagsasaliksik mula sa pangunahing tungo sa inilapat na agham. Tinanggap ng TUS ang isang multidisciplinary na diskarte sa pagsasaliksik at nagsagawa ng masinsinang pag-aaral sa ilan sa pinakamahalagang larangan ngayon. Ang TUS ay isang meritokrasya kung saan ang pinakamahusay sa agham ay kinikilala at napangalagaan. Ito ang nag-iisang pribadong unibersidad sa Japan na nakagawa ng isang nagwaging Nobel Prize at nag-iisang pribadong unibersidad sa Asya na nakagawa ng mga nagwaging Nobel Prize sa loob ng natural na larangan ng agham.
Tungkol kay Associate Professor Tadayoshi Hayata mula sa Tokyo University of Science
Mula noong 2018, si Dr Tadayoshi Hayata ay naging Associate Professor at Punong Imbestigador sa Kagawaran ng Molecular Pharmacology, Faculty of Science sa Botika, sa Tokyo University of Science. Nakatuon ang kanyang laboratoryo sa metabolismo ng buto, pagkakaiba-iba ng cellular, molekular na parmakolohiya, at mga katulad na larangan upang maunawaan ang likas na katangian ng buto at magkasanib na mga sakit at makahanap ng mga target na panterapeutika. Si Dr Hayata ay kaanib sa maraming mga Japanese Societies at sa American Society for Bone and Mineral Research. Nag-publish siya ng higit sa 50 orihinal na mga artikulo at nagbigay ng higit sa 150 mga pagtatanghal sa mga akademikong kumperensya. Bilang karagdagan, ang kanyang pagsasaliksik sa osteoporosis ay maraming beses nang nakarating sa mga pahayagan ng Hapon.
Pagpopondo ng impormasyon
Ang pag-aaral na ito ay suportado ng JSPS KAKENHI [bigyan ng numero 18K09053]; Nanken-Kyoten, TMDU (2019); ang Nakatomi Foundation; Suporta sa Astellas Research; Pfizer Academic Contribution; Daiichi-Sankyo Akademikong Pag-ambag; Teijin Pharma Akademikong Kontribusyon; Eli Lilly Japan Kontribusyon sa Akademik; Kontribusyon sa Akademikong Otsuka sa Botika; Shionogi Academic Contribution; Chugai Pharmaceutical Academic Contribusyon.
