Osteoporose clue funnet i stamcelle signaleringsprotein


Osteoporose clue funnet i stamcelle signaleringsprotein

Forstå hvordan et velkjent signalprotein påvirker om beinmargestamceller blir til bein eller fett kan forvandle forskernes syn på osteoporose og føre til nye behandlinger for bein-tynnssykdommen.

Dette er konsekvensene av en ny studie ledet av Harvard Medical School (HMS) som ble publisert online i Journal of Clinical Investigation 13. august.

Seniorforfatter Bjørn Olsen, Hersey professor i cellbiologi ved HMS, fortalte pressen om hva de fant:

"Det skifter tenkningen om hva som kontrollerer differensiering av stamceller til beinceller i stedet for fettceller, og hvordan man sørger for at denne mekanismen forblir aktiv med aldring."

Bone er ikke et dødt materiale: det er levende vev som forandrer seg hele tiden, da det kontinuerlig dannes og reabsorberes.

Osteoporose er en vanlig bein sykdom hvor beinvev blir gradvis tynnere, noe som resulterer i økt risiko for brudd. Det påvirker ca 1 av 5 amerikanske kvinner og antas å være forårsaket av stamceller som normalt skiller seg fra i beindannende celler som blir fettceller i stedet over tid.

For studien har Olsen, som er professor i utviklingsbiologi og dekan for forskning ved Harvard School of Dental Medicine, og kolleger, besluttet å undersøke rollen som vaskulær endotelvekstfaktor, eller VEGF, et felles signalprotein som spiller en sentral rolle i Utviklingen av blodkar som er viktige i tidlig beinvekst og skjelettvedlikehold hos pattedyr. Proteinet virker ved å aktivere reseptorer på overflaten av celler.

Genetisk konstruerte mus mangler VEGF

Som et første skritt, forskerne genetisk utviklet laboratoriemus som manglet evnen til å lage VEGF i deres beinmargestamceller.

Kort etter at de ble født, begynte musens skjeletter å vise osteoporose-lignende egenskaper, som redusert beinvev og oppbygging av fett i beinmarg.

Når forskerne isolerte stamceller fra musene og vokste dem i kultur, fant de at de var mer sannsynlig å skille seg i fettceller enn til beindannende celler eller osteoblaster.

For å verifisere at det var fravær av VEGF som produserte denne effekten, slått forskerne av VEGF i stamceller av villtype mus. De brukte en metode som kalles RNA interferens for å gjøre dette.

Resultatet ligner de genetisk utviklede musene som manglet evnen til å lage VEGF, og dermed bekreftet at proteinet var nødvendig for stamceller å skille seg normalt i beindannende celler.

Kun VEGF produsert inne i stamceller fungerer

Det var imidlertid ikke klart på hvilken måte VEGF påvirket stamcelle-differensieringsprosessen. Ville bare bading av cellene i VEGF som de ikke skjedde være nok til å stimulere normal differensiering til beindannende celler?

Men da de la VEGF-protein til cellene i stamcellekulturen fra de konstruerte musene, fant forskerne det ikke gjenopprette normal differensiering.

Så, kanskje det ikke har VEGF rundt det som betyr noe, men det faktum at det er gjort inne i stamceller.

For å teste dette, innførte forskerne igjen den manglende genetiske koden for å produsere proteinet i kjernene i cellene i cellekulturen (de gjorde dette ved å sette inn et virus som bærer den manglende koden).

Det virket: Når de dyrkede stamceller mottok den manglende genetiske koden for å lage VEGF, begynner de å lage VEGF-protein og differensiere til beindannende celler ved nivåer som ligner på normale celler.

Dette antyder at bein-marv stamcelleres evne til å skille seg i beindannende celler trenger VEGF som er laget i cellene.

Forskerne bekreftet dette ganske uventede resultater med ytterligere biokjemiske og kontrolleksperimenter.

Fra ytterligere eksperimenter etablerte de også at VEGF kontrollerer molekyler som er viktige for beindannelse og fettcelledifferensiering, og det regulerer også et protein i cellekjerne som antas å spille en rolle i tidlig aldring.

Hva nå?

Olsen og hans team vil nå finne ut mer om VEGF signalveier i benmargestamceller, og identifisere mål for narkotika.

Han fortalte pressen om de kunne bedre forstå signaleringsmekanismer og finne ut hvilke deler av dem som skal målrettes for å øke VEGF-produksjonen inne i cellene, så kanskje det ville åpne potensielle ruter for nye terapier for osteoporose.

NIH-stipend og midler fra en Harvard School of Dental Medicine Dean's Scholarship bidro til å betale for studien.

Could Lactose Explain the Milk - Parkinson’s Disease Link? (Video Medisinsk Og Faglig 2021).

§ Problemer På Medisin: Medisinsk praksis