과학자들은 뼈 유지에 중요한 세포 생성에서 특정 단백질의 역할을 설명합니다
골다공증 및 류마티스 관절염과 같은 만성 뼈 및 관절 질환은 전 세계적으로 수백만 명의 사람들, 특히 노인에게 영향을 미치며 삶의 질을 저하시킵니다. 이 두 질병의 중요한 요인은 파골 세포라고하는 골 용해 세포의 과도한 활동입니다. 파골 세포는 대 식세포라는 특정 유형의 면역 세포와의 분화를 통해 형성되며, 그 후 뼈와 관절 유지에 새로운 역할을 부여합니다. 뼈 조직을 분해하여 다른 유형의 세포 인 골아 세포가 골격계를 복구하고 재 형성 할 수 있도록합니다. .
대체로 두 가지 세포 내 과정이 이러한 분화에 관여합니다. 첫째, 전사 (전신 RNA (mRNA)가 DNA의 유전 정보로부터 생성 된 다음 번역)에서 mRNA의 정보가 해독되어 셀에서 특정 기능을 수행합니다. 파골 세포 형성에서 RANKL이라는 특정 단백질의 역할을 발견 한 이래 과학자들은 세포 신호 전달 경로와 전사 네트워크가 파골 세포 생성을 조절하는 문제의 상당 부분을 해결했습니다. 그러나, 관련된 전사 후 세포 과정은 여전히 이해되어야합니다.
이제 일본 도쿄 과학 대학의 과학자들은 Biochemical and Biophysical Research Communications에 발표 된 새로운 연구에서이 복잡한 과정에서 Cpeb4라는 단백질의 역할을 밝혀 냈습니다. Cpeb4는 "세포질 폴리아 데 닐화 요소 결합 (CPEB)"단백질 패밀리의 일부로, RNA에 결합하고 번역 활성화 및 억제를 조절하며 단백질 변이체를 생성하는 "대체 스 플라이 싱"메커니즘을 조절합니다. 이 연구를 주도한 Tadayoshi Hayata 박사는 다음과 같이 설명합니다.“CPEB 단백질은 자폐증, 암 및 적혈구 분화와 같은 다양한 생물학적 과정과 질병에 관련됩니다. 그러나 파골 세포 분화에서의 기능은 명확하지 않다. 따라서 우리는 마우스 대 식세포의 세포 배양을 사용하여 Cpeb4 계열의 단백질을 특성화하기 위해 일련의 실험을 수행했습니다.”
수행 된 다양한 세포 배양 실험에서 마우스 대 식세포를 RANKL로 자극하여 파골 세포 분화를 유발하고 배양의 진화를 모니터링했습니다. 첫째, 과학자들은 파골 세포 분화 과정에서 Cpeb4 유전자 발현과 결과적으로 Cpeb4 단백질의 양이 증가한다는 것을 발견했습니다. 그런 다음 면역 형광 현미경을 통해 세포 내 Cpeb4 위치의 변화를 시각화했습니다. 그들은 Cpeb4가 세포질에서 핵으로 이동하면서 특정 모양을 나타내는 것을 발견했습니다 (골 세포는 서로 융합되어 여러 핵을 가진 세포를 형성하는 경향이 있음). 이것은 파골 세포 분화와 관련된 Cpeb4의 기능이 핵 내부에서 수행 될 가능성이 있음을 나타냅니다.
RANKL 자극이 어떻게이 Cpeb4 재편 재화를 유발하는지 이해하기 위해 과학자들은 자극에 의해 촉발 된 세포 내 신호 전달 경로에서 "하류"에 관여하는 일부 단백질을 선택적으로 "억제"하거나 억제합니다. 그들은 프로세스에 필요한 두 가지 경로를 확인했습니다. 그럼에도 불구하고 발생하는 일련의 사건과 관련된 모든 단백질에 대해 완전히 배우려면 추가 실험이 필요합니다.
마지막으로 Hayata 박사와 그의 팀은 Cpeb4가 활발히 고갈 된 대 식세포 배양을 사용하여 파골 세포 형성에 Cpeb4가 절대적으로 필요함을 입증했습니다. 이러한 배양에서 세포는 파골 세포가되기 위해 더 이상의 분화를 거치지 않았습니다.
종합하면, 결과는 파골 세포 형성과 관련된 세포 메커니즘을 이해하는 디딤돌입니다. Hayata 박사는 다음과 같이 말합니다.“우리의 연구는 파골 세포 분화의 긍정적 인“영향력”으로서 RNA 결합 단백질 Cpeb4의 중요한 역할을 밝힙니다. 이를 통해 뼈와 관절 질환의 병리학 적 상태를 더 잘 이해할 수 있으며 골다공증 및 류마티스 관절염과 같은 주요 질환에 대한 치료 전략 개발에 기여할 수 있습니다.” 바라건대,이 연구에 의해 촉진 된 파골 세포 생성에 대한 더 깊은 수준의 이해는 궁극적으로 고통스러운 뼈 및 관절 질환을 앓고있는 사람들의 삶의 질 향상으로 이어질 것입니다.
도쿄 과학 대학에 대하여
Tokyo University of Science (TUS)는 유명하고 존경받는 대학이며, 도쿄 중심부와 교외 및 홋카이도에 1881 개의 캠퍼스가있는 일본 최대의 과학 전문 사립 연구 대학입니다. XNUMX 년에 설립 된이 대학은 연구자, 기술자 및 교육자에게 과학에 대한 사랑을 심어줌으로써 일본의 과학 발전에 지속적으로 기여해 왔습니다.
“자연과 인간과 사회의 조화로운 발전을위한 과학과 기술 창조”를 사명으로 TUS는 기초 과학부터 응용 과학까지 폭 넓은 연구를 수행하고 있습니다. TUS는 연구에 대한 다 학제 적 접근 방식을 채택하고 오늘날 가장 중요한 일부 분야에서 집중적 인 연구를 수행했습니다. TUS는 최고의 과학을 인정하고 육성하는 능력주의입니다. 일본에서 유일하게 노벨상 수상자를 배출 한 사립 대학이자 자연 과학 분야에서 노벨상 수상자를 배출 한 아시아 유일의 사립 대학입니다.
도쿄 과학 대학 하야타 타다요시 부교수 소개
2018 년부터 하야타 타다요시 박사는 도쿄 과학 대학 제약 학부 분자 약리학과의 부교수 겸 책임 연구원으로 근무하고 있습니다. 그의 연구실은 뼈 대사, 세포 분화, 분자 약리학 및 이와 유사한 분야에 중점을 두어 뼈 및 관절 질환의 특성을 이해하고 치료 목표를 찾습니다. 하야타 박사는 여러 일본 학회 및 미국 뼈 및 미네랄 연구 협회와 제휴하고 있습니다. 그는 50 개가 넘는 원본 기사를 발표했으며 학술 회의에서 150 개가 넘는 프레젠테이션을했습니다. 또한 골다공증에 대한 그의 연구는 여러 차례 일본 신문에 게재되었습니다.
자금 정보
이 연구는 JSPS KAKENHI [허가 번호 18K09053]에 의해 지원되었습니다. Nanken-Kyoten, TMDU (2019); 나카 토미 재단; Astellas 연구 지원; 화이자 학업 기부금; Daiichi-Sankyo 학술 기부; Teijin Pharma 학술 기여금; Eli Lilly Japan 학업 기부; Otsuka Pharmaceutical Academic Contribution; 시오노 기 학업 공헌 Chugai Pharmaceutical Academic Contribution.
