Остеопороз — ослабление костей с возрастом — поражает миллионы людей во всем мире, и эта цифра ежегодно увеличивается по мере старения населения мира. Это связано со старением или «старением» костных клеток, но лежащие в его основе типы клеток и механизмы остаются неясными.
Однако теперь исследовательская группа из Университета Осаки (Osaka University) определила ключевой ген, связанный с остеопорозом, Men1, и разработала новую модель этого заболевания на животных. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Aging Cell.
Кости содержат клетки, называемые остеобластами и остеокластами. Остеокласты разрушают старую костную ткань в процессе, называемом «резорбцией», позволяя заменить ее новой здоровой костью, образованной остеобластами. Остеопороз может возникнуть, когда разрушение старой кости происходит быстрее, чем образование новой кости. Причиной этого дисбаланса может быть клеточное старение остеобластов, снижающее их эффективность.
Ген Men1 связан с генетическим заболеванием, известным как MEN1, вызывающим доброкачественные опухоли и связанным как со старением клеток, так и с развитием остеопороза на ранних этапах жизни. Команда ученых исследовала роль Men1 в возрастном остеопорозе и обнаружила, что у пожилых мышей наблюдается как снижение уровня Men1, так и повышенная активность генов, связанных со старением, в остеобластах.
Затем ученые создали мышиную модель, в которой Men1 можно было инактивировать специально в остеобластах. Кости этих мышей напоминали хрупкие кости пожилых людей.
«Остеобласты показали снижение активности костеобразования и ускорение клеточного старения посредством пути, называемого mTORC1», — объясняет ведущий автор исследования Юичиро Укон (Yuichiro Ukon), — «в то время как количество остеокластов увеличивалось, увеличивая резорбцию кости».
Таким образом, инактивация Men1 нарушает баланс между разрушением и формированием костей, что приводит к развитию остеопороза.
Эта новая модель на мышах особенно важна, поскольку в большинстве исследований остеопороза используются пожилые мыши, чтобы имитировать симптомы человека. Однако естественное старение включает в себя множество факторов, влияющих на возникновение остеопороза, включая снижение активности с возрастом и гормональные изменения, связанные с менопаузой.
«Эта модель — первый случай, когда клеточное старение, лежащее в основе остеопороза, было смоделировано без мешающих факторов, присутствующих у пожилых мышей», — объясняет соавтор Такаши Кайто (Takashi Kaito), — «и, следовательно, является ключевым шагом вперед в нашем понимании биологических механизмов, лежащих в основе этого заболевания».
Команда ученых также показала, что использование препарата под названием метформин, который, как известно, подавляет путь клеточного старения mTORC1, смогло подавить это старение в клетках остеобластов in vitro и частично восстановить костную структуру у мышей с дефицитом Men1, что указывает на потенциальную возможность эффективность лечения остеопороза, направленного на клеточное старение.
Таким образом, это исследование имеет большое значение для улучшения нашего понимания остеопороза и потенциальных методов лечения, а также для выявления биомаркеров заболевания для оценки эффективности перспективных методов лечения.
Мыши, разработанные здесь, также представляют собой новую модель остеопороза, которая имеет ключевое значение для текущих исследований. Поскольку клеточное старение связано с другими возрастными заболеваниями и раком, эта работа может дать представление о многих других заболеваниях.
Литература:
Yuichiro Ukon et al, Cellular senescence by loss of Men1 in osteoblasts is critical for age‐related osteoporosis, Aging Cell (2024). DOI: 10.1111/acel.14254
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗМЦ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
