Osteoporose clue gefunden im stammzellen-signal-protein


Osteoporose clue gefunden im stammzellen-signal-protein

Verständnis, wie ein bekannter Signalprotein beeinflusst, ob Knochenmarkstammzellen in Knochen oder Fett verwandeln, können die Sichtweise der Wissenschaftler auf Osteoporose verwandeln und zu neuen Behandlungen für die Knochenverdünnende Krankheit führen.

Dies sind die Implikationen einer neuen Studie, die von der Harvard Medical School (HMS) geführt wurde, die online veröffentlicht wurde Das Journal der klinischen Untersuchung Am 13. August

Der ältere Autor Bjorn Olsen, der Professor für Cell Biology bei HMS, sagte der Presse, was sie gefunden haben:

"Es verschiebt das Denken darüber, was die Differenzierung von Stammzellen zu Knochenzellen anstelle von Fettzellen kontrolliert und wie man sicherstellt, dass dieser Mechanismus mit dem Altern aktiv bleibt."

Knochen ist kein totes Material: Es ist lebendiges Gewebe, das sich ständig verändert, da es kontinuierlich gebildet und resorbiert wird.

Osteoporose ist eine häufige Knochenkrankheit, bei der Knochengewebe zunehmend dünner wird, was zu einem höheren Bruchrisiko führt. Es wirkt sich auf etwa 1 von 5 amerikanischen Frauen aus und wird vermutlich durch Stammzellen verursacht, die normalerweise in knochenbildende Zellen differenzieren, die im Laufe der Zeit zu Fettzellen werden.

Für die Studie, Olsen, der Professor für Entwicklungsbiologie und Dekan für die Forschung an der Harvard School of Dental Medicine, und Kollegen, beschlossen, die Rolle des vaskulären endothelialen Wachstumsfaktor, oder VEGF, ein gemeinsames Signal-Protein, das eine Schlüsselrolle spielt spielt zu untersuchen Die Entwicklung von Blutgefäßen, die im frühen Knochenwachstum und der Skelettpflege bei Säugetieren wichtig sind. Das Protein wirkt durch die Aktivierung von Rezeptoren auf der Oberfläche der Zellen.

Genetisch konstruierte Mäuse ohne VEGF

Als erster Schritt entwickelten die Forscher Labormäuse genetisch, die die Fähigkeit hatten, VEGF in ihren Knochenmarkstammzellen zu machen.

Bald nachdem sie geboren wurden, begannen die Mäuse-Skelette osteoporoseähnliche Qualitäten zu zeigen, wie z. B. reduziertes Knochengewebe und ein Fettaufbau im Knochenmark.

Als die Forscher Stammzellen aus den Mäusen isolierten und sie in Kultur wuchsen, fanden sie, dass sie sich eher in Fettzellen differenzierten als in knochenbildende Zellen oder Osteoblasten.

Um zu überprüfen, dass es die Abwesenheit von VEGF war, die diesen Effekt produzierte, schlossen die Forscher das VEGF in den Stammzellen von Wildtyp-Mäusen ab. Sie verwendeten eine Methode, die als RNA-Interferenz bekannt ist, um dies zu tun.

Das Ergebnis war ähnlich wie die gentechnisch veränderten Mäuse, denen die Fähigkeit bestand, VEGF zu machen, und bestätigte damit, dass das Protein für die Stammzellen notwendig war, um normal in knochenbildende Zellen zu differenzieren.

Nur VEGF produziert im Inneren der Stammzellen Werke

Es war jedoch nicht klar, in welcher Weise VEGF den Stammzelldifferenzierungsprozess beeinflusste. Würde einfach die Zellen im VEGF baden, dass sie nicht sezernieren genug sind, um die normale Differenzierung in knochenbildende Zellen zu stimulieren?

Aber als sie VEGF-Protein zu den Zellen in der Stammzellkultur von den konstruierten Mäusen fügten, fanden die Forscher, dass es keine normale Differenzierung wiederherstellte.

Also, vielleicht ist es nicht mit dem VEGF um das zählt, aber die Tatsache, dass es in den Stammzellen gemacht wird.

Um dies zu testen, haben die Forscher den fehlenden genetischen Code zur Herstellung des Proteins in die Zellkerne in der Zellkultur wieder eingeführt (sie taten dies durch Einfügen eines Virus, der das fehlende Bit des Codes trägt).

Es funktionierte: Sobald die kultivierten Stammzellen den fehlenden genetischen Code für die Herstellung von VEGF erhielten, begannen sie, VEGF-Protein zu produzieren und sich in Knochen-bildenden Zellen mit ähnlichen Werten wie normale Zellen zu differenzieren.

Dies deutet darauf hin, dass die Fähigkeit von Knochenmark-Stammzellen, sich in knochenbildende Zellen zu differenzieren, VEGF erfordert, das in den Zellen hergestellt wird.

Die Forscher bestätigten diese eher unerwarteten Ergebnisse mit zusätzlichen biochemischen und Kontrollversuchen.

Aus weiteren Experimenten haben sie auch festgestellt, dass VEGF Moleküle kontrolliert, die für die Knochenbildung und die Fettzelldifferenzierung wichtig sind, und es reguliert auch ein Protein in Zellkernen, von denen angenommen wird, dass es eine Rolle bei vorzeitiger Alterung spielt.

Was als nächstes?

Olsen und sein Team wollen nun mehr über VEGF-Signalwege in Knochenmark-Stammzellen erfahren und Ziele für Drogen identifizieren.

Er sagte der Presse, ob sie die Signalisierungsmechanismen besser verstehen und herausfinden könnten, welche Teile von ihnen zu zielen, um die VEGF-Produktion in den Zellen zu erhöhen, dann könnte das vielleicht potenzielle Wege für neue Therapien für Osteoporose öffnen.

NIH Stipendien und Gelder von einer Harvard School of Dental Medicine Dean's Stipendium geholfen für die Studie bezahlen.

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