მეცნიერები ხსნიან გარკვეული ცილის როლს უჯრედების წარმოქმნაში, რომლებიც კრიტიკულია ძვლის შენარჩუნებისთვის
ძვლისა და სახსრების ქრონიკული დაავადებები, როგორიცაა ოსტეოპოროზი და რევმატოიდული ართრიტი, გავლენას ახდენს მილიონობით ადამიანის მსოფლიოში, განსაკუთრებით მოხუცებზე, რაც ამცირებს მათი ცხოვრების ხარისხს. ორივე ამ დაავადების მნიშვნელოვანი ფაქტორია ძვლის გამხსნელი უჯრედების გადაჭარბებული აქტივობა, რომელსაც ოსტეოკლასტები ეწოდება. ოსტეოკლასტები იქმნება გარკვეული იმუნური უჯრედისგან, სახელად მაკროფაგები, დიფერენცირების გზით, რის შემდეგაც ისინი ახალ როლს იძენენ ძვლებისა და სახსრების შენარჩუნებაში: ძვლოვანი ქსოვილის დაშლა ოსტეობლასტების - უჯრედის სხვა ტიპის - ჩონჩხის სისტემის აღდგენისა და განახლების მიზნით. .
ფართოდ, ამ დიფერენცირებაში მონაწილეობს უჯრედშიდა უჯრედული ორი პროცესი: პირველი, ტრანსკრიფცია, რომელშიც იქმნება მესენჯერი RNA (mRNA) დნმ-ის გენეტიკური ინფორმაციისგან - და შემდეგ, თარგმანი, რომელშიც mRNA– ში ინფორმაცია გაშიფრულია და წარმოქმნის ცილებს, რომლებიც შეასრულოს კონკრეტული ფუნქციები საკანში. მას შემდეგ, რაც ოსტეოკლასტების ფორმირებაში კონკრეტული ცილის RANKL როლი აღმოაჩინეს, მეცნიერებმა გადაწყვიტეს იმ თავსატეხის მნიშვნელოვანი ნაწილი, რომლის უჯრედის სასიგნალო გზები და ტრანსკრიპციული ქსელები არეგულირებენ ოსტეოკლასტების წარმოქმნას. ამის მიუხედავად, გასაგები უნდა იყოს ტრანსკრიფციის შემდგომი უჯრედული პროცესები.
ახლა, ბიოქიმიურ და ბიოფიზიკურ კვლევით კომუნიკაციებში გამოქვეყნებულ ახალ კვლევაში, ტოკიოს სამეცნიერო უნივერსიტეტის მეცნიერებმა, იაპონიამ გამოავლინეს ცილის როლი Cpeb4 ამ რთულ პროცესში. Cpeb4 არის ციტოპლაზმური პოლიადენილაციის ელემენტის სავალდებულო (CPEB) ”ცილების ოჯახის ნაწილი, რომლებიც უკავშირდებიან RNA– ს და არეგულირებენ ტრანსლაციურ აქტივაციას და რეპრესიებს, ისევე როგორც“ ალტერნატიული გაბმის ”მექანიზმებს, რომლებიც წარმოქმნიან ცილის ვარიანტებს. დოქტორი ტადაიოში ჰაიატა, რომელიც კვლევას ხელმძღვანელობდა, განმარტავს: ”CPEB ცილები მონაწილეობენ სხვადასხვა ბიოლოგიურ პროცესებსა და დაავადებებში, როგორიცაა აუტიზმი, კიბო და სისხლის წითელი უჯრედების დიფერენციაცია. ამასთან, ოსტეოკლასტების დიფერენცირებისას მათი ფუნქციები არ არის მკაფიოდ ცნობილი. ამიტომ, ჩვენ ჩავატარეთ მთელი რიგი ექსპერიმენტები ამ ოჯახის ცილის, Cpeb4- ის დასახასიათებლად, თაგვის მაკროფაგების უჯრედული კულტურების გამოყენებით. ”
უჯრედების კულტურის სხვადასხვა ექსპერიმენტებში, მაუსის მაკროფაგები სტიმულირებულია RANKL– ით, რომ ოსტეოკლასტების დიფერენციაცია მოხდეს და კულტურის ევოლუცია დაკვირვდეს. პირველ რიგში, მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ Cpeb4 გენის გამოხატვა და შესაბამისად Cpeb4 ცილის რაოდენობა გაიზარდა ოსტეოკლასტების დიფერენცირების დროს. შემდეგ, იმუნოფლუორესცენტული მიკროსკოპის საშუალებით, მათ ვიზუალიზეს უჯრედებში Cpeb4– ის ადგილმდებარეობის ცვლილებები. მათ დაადგინეს, რომ Cpeb4 ციტოპლაზმიდან ბირთვებში გადადის, ხოლო სპეციფიკური ფორმების წარმოჩენისას (ოსტეოკლასტები ერწყმიან ერთმანეთს და ქმნიან უჯრედებს მრავალი ბირთვით). ეს მიუთითებს იმაზე, რომ Cpeb4– ის ფუნქცია, რომელიც დაკავშირებულია ოსტეოკლასტების დიფერენცირებასთან, სავარაუდოდ ხორციელდება ბირთვების შიგნით.
იმის გასაგებად, თუ როგორ იწვევს RANKL სტიმულაცია Cpeb4– ის ამ გადაადგილებას, მეცნიერებმა შერჩევით „დათრგუნეს” ან ახშობდნენ ზოგიერთ პროტეინს, რომელიც სტიმულაციით გამოწვეულ უჯრედშიდა სასიგნალო გზებში ხდება ”ქვედა დინებაში”. მათ დაადგინეს პროცესისთვის საჭირო ორი გზა. ამის მიუხედავად, საჭიროა შემდგომი ექსპერიმენტები, რათა სრულად გაეცნონ მოვლენების თანმიმდევრობას და ყველა ჩართულ ცილებს.
დაბოლოს, დოქტორმა ჰაიატამ და მისმა გუნდმა აჩვენა, რომ Cpeb4 აბსოლუტურად აუცილებელია ოსტეოკლასტების ფორმირებისთვის მაკროფაგების კულტურების გამოყენებით, რომელშიც Cpeb4 აქტიურად ამოწურულია. ამ კულტურების უჯრედები შემდგომ დიფერენცირებას არ განიცდიდნენ და ოსტეოკლასტებად იქცნენ.
ერთად აღებული შედეგები წარმოადგენს ნაბიჯ ქვას ოსტეოკლასტების ფორმირებაში მონაწილე ფიჭური მექანიზმების გასაგებად. დოქტორი ჰაიატა აღნიშნავს: ”ჩვენი კვლევა ნათელს ჰფენს RNA- სავალდებულო ცილის Cpeb4 მნიშვნელოვან როლს, როგორც ოსტეოკლასტების დიფერენციაციის დადებით” გავლენას ”. ეს უკეთ გვაწვდის ძვლისა და სახსრების დაავადებების პათოლოგიურ პირობებს და ხელს შეუწყობს ძირითადი დაავადებების სამკურნალო სტრატეგიების შემუშავებას, როგორიცაა ოსტეოპოროზი და რევმატოიდული ართრიტი. ” იმედია, ამ კვლევის შედეგად ოსტეოკლასტების წარმოქმნის უფრო ღრმა ცოდნა საბოლოოდ გადაკეთდება ძვლისა და სახსრების მტკივნეული დაავადებებით დაავადებულთა ცხოვრების გაუმჯობესებულ ხარისხზე.
ტოკიოს სამეცნიერო უნივერსიტეტის შესახებ
ტოკიოს სამეცნიერო უნივერსიტეტი (TUS) არის ცნობილი და პატივცემული უნივერსიტეტი და უდიდესი სამეცნიერო სპეციალიზირებული კერძო სამეცნიერო უნივერსიტეტი იაპონიაში, ოთხი კამპუსით ტოკიოს ცენტრში და მის შემოგარენში და ჰოკაიდოში. დაარსდა 1881 წელს. უნივერსიტეტი მუდმივად მონაწილეობდა იაპონიის მეცნიერებაში განვითარებაში მეცნიერების მიმართ მეცნიერების სიყვარულის გაღვივებით მკვლევარებში, ტექნიკოსებსა და პედაგოგებში.
TUS- ის მისიით ”ბუნების, ადამიანისა და საზოგადოების ჰარმონიული განვითარებისათვის მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების შექმნა”, TUS– მა ჩაატარა კვლევის ფართო სპექტრი დაწყებული დაწყებითი და გამოყენებითი მეცნიერებებით. TUS– მა მოიცვა მულტიდისციპლინარული მიდგომა კვლევისადმი და დაიწყო ინტენსიური შესწავლა ზოგიერთ მნიშვნელოვან სფეროში. TUS არის მერიტოკრატია, სადაც აღიარებულია და ზრუნავს მეცნიერებაში საუკეთესო. ეს არის ერთადერთი კერძო უნივერსიტეტი იაპონიაში, რომელმაც გამოიმუშავა ნობელის პრემიის ლაურეატი და ერთადერთი კერძო უნივერსიტეტი აზიაში, სადაც გამოვიდა ნობელის პრემიის ლაურეატი საბუნებისმეტყველო მეცნიერების სფეროში.
ასოცირებული პროფესორის თადაიოში ჰაიატას შესახებ ტოკიოს სამეცნიერო უნივერსიტეტიდან
2018 წლიდან, დოქტორი ტადაიოში ჰაიატა არის ტოკიოს სამეცნიერო უნივერსიტეტის ფარმაცევტული მეცნიერების ფაკულტეტის მოლეკულური ფარმაკოლოგიის დეპარტამენტის ასოცირებული პროფესორი და მთავარი გამომძიებელი. მისი ლაბორატორია ფოკუსირებულია ძვლის მეტაბოლიზმზე, უჯრედული დიფერენციაციაზე, მოლეკულურ ფარმაკოლოგიაზე და მსგავს სფეროებზე ძვლისა და სახსრების დაავადებების ბუნების გასაგებად და თერაპიული მიზნების მისაღწევად. დოქტორი ჰაიატა დაკავშირებულია რამდენიმე იაპონურ საზოგადოებასთან და ამერიკის ძვლისა და მინერალების კვლევის საზოგადოებასთან. მან გამოაქვეყნა 50-ზე მეტი ორიგინალური სტატია და წარადგინა 150-ზე მეტი პრეზენტაცია აკადემიურ კონფერენციებზე. გარდა ამისა, ოსტეოპოროზის შესახებ მისმა გამოკვლევებმა რამდენჯერმე მიაღწია იაპონურ გაზეთებს.
დაფინანსების ინფორმაცია
ამ კვლევას მხარი დაუჭირა JSPS KAKENHI- მ [გრანტის ნომერი 18K09053]; ნანკენ-კიოტენი, TMDU (2019); ნაკატომის ფონდი; ასტელას კვლევის მხარდაჭერა; Pfizer აკადემიური წვლილი; დაიჩი-სანკიოს აკადემიური წვლილი; Teijin Pharma აკადემიური წვლილი; ელი ლილი იაპონიის აკადემიური წვლილი; ოწუკას ფარმაცევტული აკადემიური წვლილი; შიონოგის აკადემიური წვლილი; ჩუგაის ფარმაცევტული აკადემიური წვლილი.
