重要な分子は、骨が年齢とともに弱くなる理由を説明しています
この種の最初の研究では、加齢とともに特定の分子のレベルが上昇し、健康な骨を作る別の分子が沈黙することが明らかになっています。また、この不均衡を修正することで骨の健康が改善され、骨粗鬆症を治療するための新しい手段が提供される可能性があることも示唆しています。
骨粗鬆症は世界中で約2億人の女性に影響を及ぼしています。
50歳以上の女性の3人に1人、男性の5人に1人は、骨粗鬆症の結果として生涯に骨折を経験すると考えられています。
米国では、推定によると、50歳以上の4,400万人がこの状態で生活しており、これが主要な公衆衛生上の問題となっています。
新しい研究は、骨粗鬆症の骨の劣化につながるプロセスの理解と、この状態に取り組むことができる潜在的な新しい方法に私たちを近づけます。
調査結果は、私たちが年をとるにつれて私たちの骨の進行性の脆弱性を説明する重要な分子動力学を説明しています。
ジョージア州オーガスタ大学の整形外科で働く骨生物学者のサダナンド・フルゼレ博士は、共同研究者であり、 Journal of Gerontology：BiologicalSciences。
小分子の原因にズームインする
Fulzele博士らは、間葉系幹細胞から始まる骨形成のプロセスについて説明しています。これらは私たちの骨髄に見られる幹細胞であり、軟骨、骨、または骨髄の脂肪として形成され続ける可能性があります。
これらの細胞が最終的にどの形態をとるかに影響を与える要因の1つは、間質細胞由来因子（SDF-1）と呼ばれるシグナル伝達分子です。
同じチームによる以前の研究では、間葉系幹細胞を骨の健康に不可欠なさまざまな細胞に分化させるためにSDF-1がいかに重要であるかが示されていました。
研究者によって行われたinvitroとinvivoの両方の研究は、骨形成のためのこのシグナル伝達分子の重要な役割を示しました。 SDF-1は骨の修復にも重要であり、酸化ストレスから骨細胞を保護します。酸化ストレスは、体内のフリーラジカルと抗酸化物質の不均衡であり、最終的にはDNA損傷や病気につながります。
また、以前の研究では、老化したマウスではSDF-1レベルが低下することが示されていました。そのため、この研究では、フルゼレ博士とチームは、この分子のレベルがどのように調節されているかを正確に理解したいと考えていました。
彼の以前の研究のいくつかで、フルゼレ博士は、microRNA-141-3pと呼ばれる小分子が重要な抗酸化物質であるビタミンCが私たちの骨細胞に到達するのを阻止することを示しました。
チームは、この分子が間葉系幹細胞が他の細胞に分化するのを阻止できること、およびmicroRNA-141-3pが年齢とともに増加することをすでに知っていました。そこで、フルゼレ博士とチームは、microRNA-141-3pがSDF-1を低下させ、これがこの小分子が健康な骨形成を停止させる主な方法の1つであると仮説を立てました。
年齢に関係なく正常な骨機能を回復する
これをテストするために、Dr。Fulzeleらは、ヒトとマウスの両方からの間葉系細胞を分析しました。若い細胞では、microRNA-141-3pのレベルが低いことがわかりました。しかし、古い細胞では、この分子のレベルは3倍になりました。 SDF-1レベルでは逆のことが当てはまりました。
次に、研究者らは、18〜40歳の成人および整形外科手術を受けた60〜85歳の高齢者から得られた間葉系幹細胞にmicroRNA-141-3pを注入しました。
microRNA-141-3pを注入すると、SDF-1レベルが急降下し、骨細胞ではなく幹細胞の脂肪が増加しました。年齢とともに、骨細胞ではなく脂肪細胞を作ることがより簡単になると研究者に説明してください。
また、チームはmicroRNA-141-3pを骨細胞に追加し、骨機能を悪化させました。ただし、microRNA-141-3p阻害剤を適用すると骨機能が改善されました。
この発見は、ある日、microRNA-141-3p阻害剤を使用することで、骨粗鬆症などの年齢や状態にかかわらず、幹細胞が骨細胞に分化し続けるのに役立つ可能性があることを示唆しています。
阻害剤は、フルゼレ博士が次のように述べています。 [a]臨床グレードの阻害剤は、人々に同じことをするのに役立つかもしれないと私たちは考えています。」
「もしあなたが20歳で素晴らしい骨を作っているなら、あなたはまだ間葉系幹細胞にmicroRNA-141-3pを持っているでしょう」と彼は付け加えます。しかし、あなたが81歳で、より弱い骨を作っているとき、あなたはそれをもっとたくさん持っています。」
「あなたはそれをそのスイートスポットのようなものにしたいのです」と、オーガスタ大学の幹細胞研究者である共同対応の研究著者であるウィリアムD.ヒル博士は説明します。研究者たちは、彼らの発見を前臨床モデルに移すことを計画していると言います。そこでは、microRNA-141-3pとSDF-1の健康的なレベルを回復する方法を見つけたいと思っています。
「私たちがやろうとしているのは、老化や酸化ストレス、エストロゲンの抑制などの要因によって[microRNA-141-3p]が過剰発現しているところからダイヤルダウンし、より正常な状態を効果的に許容できる範囲に戻すことです。骨の形成。」
ウィリアム・D・ヒル博士
「私たちは、加齢とともに骨髄幹細胞で変化する多くのマイクロRNAを特定しました。これらのそれぞれを追跡して、それらがどのように機能しているかを理解します」とヒル博士は付け加えます。
「私たちは生物学的システムのアプローチをさらに取り入れ始めています。[それによって] 1つの標的分子を変更するだけでなく、この分子のネットワークが年齢や病気によってどのように変化するか、そしてどのように到達してリセットできるかを調べています。これらの異なる経路。」
