Исследования, проводимые Институтом медицинских исследований Гарвана, впервые выявили уникальный генетический профиль «главных регулирующих» клеток скелета, известных как остеоциты.
В исследовании, опубликованном сегодня в Nature Communications, описаны гены , которые включаются или выключаются в остеоцитах — типе костной клетки, которая контролирует, как другие типы клеток создают или разрушают части скелета, чтобы поддерживать прочность и здоровье костей.
«Эта новая информация представляет собой своего рода генетический список, на который мы можем обратить внимание при диагностике заболеваний костей, имеющих генетический компонент» , — говорит первый автор исследования доктор Скотт Юлтен, научный сотрудник лаборатории биологии костей. «Выявление этого уникального генетического паттерна также поможет нам найти новые методы лечения заболеваний костей и лучше понять влияние существующих методов лечения на скелет».
Первый взгляд на транскриптом остеоцитов
Скелет — это очень динамичная структура, которая меняет форму и состав на протяжении всей жизни человека. Остеоциты представляют собой наиболее распространенный тип клеток в костях, но их трудно изучать, поскольку они встроены в твердую минеральную структуру скелета.
Внутри кости остеоциты образуют сеть, аналогичную по масштабу и сложности нейронам в головном мозге (с более чем 23 триллионами связей между 42 миллиардами остеоцитов), которая контролирует здоровье костей и реагирует на старение и повреждения, сигнализируя другим клеткам строить больше кости или ломаться. вниз старую кость. Такие заболевания, как остеопороз и редкие генетические нарушения скелета, возникают из-за дисбаланса этих процессов.
Чтобы понять, какие гены участвуют в контроле роста или разрушения костей, исследователи выделили образцы костей из разных участков скелета экспериментальных моделей, чтобы измерить среднюю активность генов в остеоцитах. Благодаря этому они нанесли на карту всеобъемлющую «сигнатуру» остеоцитов из 1239 генов, которые включены в остеоциты и отличают их от других клеток. 77% этих генов не играют ранее известной роли в скелете, и многие из них были совершенно новыми и обнаруживались только в этих критических клетках.
«Многие из генов, обогащенных остеоцитами, которые мы видели, также обнаружены в нейронах, что интересно, учитывая, что эти клетки имеют схожие физические характеристики и могут предполагать, что они более тесно связаны, чем мы думали ранее», — объясняет доктор Юлтен.
Сравнение генов-сигнатур остеоцитов с исследованиями генетической ассоциации остеопороза на людях позволяет выявить новые гены, которые могут быть связаны с предрасположенностью к этому распространенному заболеванию скелета. Кроме того, было показано, что многие из этих генов остеоцитов вызывают редкие заболевания костей.
«Картирование транскриптома остеоцитов может помочь клиницистам и исследователям более легко установить, имеет ли редкое заболевание костей генетическую причину, просматривая« короткий список »генов, которые, как известно, играют активную роль в контроле за скелетом», — говорит доктор Юлтен.
Общий вид
Соавтор, профессор Питер Краучер, заместитель директора Института Гарвана и руководитель лаборатории биологии костей, говорит, что «карта транскриптома остеоцитов дает исследователям картину всего ландшафта генов, которые включены в остеоциты, впервые». а не просто мельком «.
«Большинство генов, которые, как мы обнаружили, активны в остеоцитах, ранее не играли роли в костях. Это открытие поможет нам понять, что контролирует скелет , какие гены важны при редких и распространенных заболеваниях скелета, и поможет нам определить новые методы лечения которые могут остановить развитие болезни костей, а также восстановить потерянные кости ».
Источник: