Wëssenschaftler erklären d'Roll vun engem bestëmmte Protein an der Generatioun vun Zellen kritesch fir Schanken Ënnerhalt
Chronesch Knochen- a Gelenkkrankheeten, wéi Osteoporose a rheumatoider Arthritis, beaflossen Millioune vu Leit weltwäit, besonnesch déi eeler Leit, déi hir Liewensqualitéit ofbauen. E wichtege Faktor bei béide vun dëse Krankheeten ass déi exzessiv Aktivitéit vu Knochenopléisende Zellen genannt Osteoklasten. Osteoklaste ginn duerch Differenzéierung vun enger bestëmmter Aart vun Immunzelle genannt Makrophagen geformt, duerno kréien se hir nei Roll am Ënnerhalt vu Schanken a Gelenker: Knueweess ofbriechen fir Osteoblasten - eng aner Zellzort - de Skelettsystem ze reparéieren an ëmzebauen .
Breet sinn zwee intrazellulär Prozesser an dëser Differenzéierung involvéiert: éischtens, Transkriptioun - an där e Messenger RNA (mRNA) aus der genetescher Informatioun an DNA erstallt gëtt - an dann Iwwersetzung - an där d'Informatioun an der mRNA dekodéiert gëtt fir Proteinen ze produzéieren déi Leeschtunge spezifesch Funktiounen an der Zell. Zënter der Entdeckung vun der Roll vun engem bestëmmte Protein genannt RANKL an der Osteoklastbildung, hunn d'Wëssenschaftler e groussen Deel vun der Puzzel geléist, vun deenen Zellsignalweeër an Transkriptiounsnetzwierker d'Osteoklast Generatioun reguléieren. Wéi och ëmmer, déi involvéiert post-Transkriptiounszellulär Prozesser bleiwen ze verstoen.
Elo, an enger neier Etude publizéiert an Biochemical and Biophysical Research Communications, Wëssenschaftler vun der Tokyo University of Science, Japan, hunn d'Roll vun engem Protein genannt Cpeb4 an dësem komplexe Prozess opgedeckt. Cpeb4 ass Deel vun der "Cytoplasmatescher Polyadenylatiounselementbindend (CPEB)" Famill vu Proteinen, déi un RNA binden an d'Translatiounsaktivéierung an d'Repressioun reguléieren, souwéi "alternativ Splicing" Mechanismen déi Proteinvarianten produzéieren. Den Dr Tadayoshi Hayata, deen d'Etude gefouert huet, erkläert: "CPEB Proteine sinn a verschiddene biologesche Prozesser a Krankheeten involvéiert, wéi Autismus, Kriibs, a roude Bluttzelldifferenzéierung. Wéi och ëmmer, hir Funktiounen an der Osteoklastdifferenzéierung sinn net kloer bekannt. Dofir hu mir eng Serie vun Experimenter gemaach fir e Protein aus dëser Famill, Cpeb4, ze charakteriséieren, mat Hëllef vun Zellkulturen vu Mausmakrophagen.
An de verschiddenen Zellkulturexperimenter, déi duerchgefouert goufen, goufen d'Mausmakrophagen mat RANKL stimuléiert fir d'Osteoklastdifferenzéierung auszeléisen an d'Evolutioun vun der Kultur gouf iwwerwaacht. Als éischt hunn d'Wëssenschaftler festgestallt datt d'Cpeb4-Genexpressioun, an doduerch d'Quantitéit vum Cpeb4-Protein, wärend der Osteoklast-Differenzéierung eropgaang ass. Dunn, duerch Immunofluoreszenzmikroskopie, hunn se d'Verännerungen an der Plaz vum Cpeb4 an den Zellen visualiséiert. Si hunn erausfonnt datt Cpeb4 aus dem Zytoplasma an Käre bewegt, wärend spezifesch Formen presentéieren (Osteoklasten tendéieren zesummen ze fusionéieren an Zellen mat multiple Käre ze bilden). Dëst weist datt d'Funktioun vum Cpeb4 verbonne mat Osteoklastdifferenzéierung méiglecherweis bannent de Käre duerchgefouert gëtt.
Fir ze verstoen wéi d'RANKL Stimulatioun dës Cpeb4 Relokaliséierung verursaacht, hunn d'Wëssenschaftler selektiv "inhibitéiert" oder represséiert e puer vun de Proteinen, déi "downstream" an den intrazelluläre Signalweeër involvéiert sinn duerch d'Stimulatioun ausgeléist. Si hunn zwee Weeër identifizéiert wéi néideg fir de Prozess. Trotzdem wäerte weider Experimenter erfuerderlech sinn fir voll iwwer d'Sequenz vun Eventer ze léieren déi stattfënnt an all déi involvéiert Proteinen.
Schlussendlech hunn den Dr Hayata a seng Equipe bewisen datt Cpeb4 absolut noutwendeg ass fir d'Osteoklastbildung mat Hëllef vu Makrophagekulturen, an deenen Cpeb4 aktiv ausgebaut gouf. D'Zellen an dëse Kulturen hunn net weider Differenzéierung ënnerholl fir Osteoklasten ze ginn.
Zesummegefaasst sinn d'Resultater e Schrëtt fir d'zellulär Mechanismen ze verstoen, déi an der Osteoklastbildung involvéiert sinn. Dr Hayata bemierkt: "Eis Studie beliicht d'wichteg Roll vum RNA-bindende Protein Cpeb4 als e positiven "Influencer" vun der Osteoklastdifferenzéierung. Dëst gëtt eis e bessert Verständnis vun de pathologesche Bedéngungen vu Schanken a Gelenkkrankheeten a kann zu der Entwécklung vun therapeutesche Strategien fir grouss Krankheeten wéi Osteoporose a rheumatoider Arthritis bäidroen. Hoffentlech wäert de méi déif Niveau vum Verständnis vun der Osteoklast Generatioun, déi vun dëser Etude erliichtert gëtt, schlussendlech an eng verbessert Liewensqualitéit iwwersetzen fir Leit, déi mat schmerzhafte Knochen- a Gelenkkrankheeten liewen.
Iwwer Tokyo University of Science
Tokyo University of Science (TUS) ass eng bekannten a respektéiert Universitéit, an déi gréisste wëssenschaftlech spezialiséiert privat Fuerschungsuniversitéit a Japan, mat véier Campussen am zentrale Tokyo a senge Banlieue an zu Hokkaido. Gegrënnt am 1881, huet d'Universitéit kontinuéierlech zu der Entwécklung vu Japan an der Wëssenschaft bäigedroen andeems d'Léift fir d'Wëssenschaft bei Fuerscher, Techniker an Educateuren inculcatéiert.
Mat enger Missioun vun "Schafe Wëssenschaft an Technologie fir déi harmonesch Entwécklung vun Natur, Mënschheet, a Gesellschaft", huet TUS eng breet Palette vun Fuerschung aus Basis ze applizéiert Wëssenschaft ënnerholl. TUS huet eng multidisziplinär Approche fir d'Fuerschung ugeholl an intensiv Studie an e puer vun de vitalste Felder vun haut gemaach. TUS ass eng Meritokratie wou dat Bescht an der Wëssenschaft unerkannt a gefleegt gëtt. Et ass déi eenzeg privat Uni a Japan déi en Nobelpräis Gewënner produzéiert huet an déi eenzeg privat Uni an Asien fir Nobelpräis Gewënner am Naturwëssenschaftsberäich ze produzéieren.
Iwwer Associate Professor Tadayoshi Hayata vun der Tokyo University of Science
Zënter 2018 ass den Dr Tadayoshi Hayata Associate Professor a Haaptenquêteur am Departement fir Molekulär Pharmakologie, Fakultéit fir Pharmazeutesch Wëssenschaften, op der Tokyo University of Science. Säi Labo konzentréiert sech op Knochenmetabolismus, cellulär Differenzéierung, molekulare Pharmakologie, an ähnlech Felder fir d'Natur vu Knochen- a Gelenkkrankheeten ze verstoen an therapeutesch Ziler ze fannen. Dr Hayata ass mat verschiddene japanesche Gesellschaften an der American Society for Bone and Mineral Research verbonnen. Hien huet iwwer 50 originell Artikelen publizéiert an iwwer 150 Presentatiounen op akademesche Konferenzen gemaach. Zousätzlech huet seng Fuerschung iwwer Osteoporose et e puer Mol op japanesch Zeitungen gemaach.
Finanzéierungsinformatioun
Dës Etude gouf vum JSPS KAKENHI ënnerstëtzt [Subventiounsnummer 18K09053]; Nanken-Kyoten, TMDU (2019); der Nakatomi Foundation; Astellas Fuerschung Ënnerstëtzung; Pfizer Akademesch Bäitrag; Daiichi-Sankyo Akademesch Bäitrag; Teijin Pharma Akademesch Bäitrag; Eli Lilly Japan Akademesch Bäitrag; Otsuka Pharmazeutesch Akademesch Bäitrag; Shionogi Akademesch Bäitrag; Chugai Pharmazeutesch Akademesch Bäitrag.
