나이가 들면서 뼈가 약 해지는 이유를 설명하는 핵심 분자
최초의 연구에 따르면 나이가 들어감에 따라 특정 분자의 수준이 증가하여 건강한 뼈를 만드는 다른 분자를 침묵시킵니다. 또한 이러한 불균형을 바로 잡으면 뼈 건강을 개선하여 골다공증 치료를위한 새로운 길을 제시 할 수 있음을 시사합니다.
골다공증은 전 세계적으로 약 2 억 명의 여성에게 영향을 미칩니다.
50 세 이상의 여성 3 명 중 1 명과 남성 5 명 중 1 명은 골다공증으로 인해 평생 골절을 경험하는 것으로 생각됩니다.
미국에서는 50 세 이상 4,400 만 명이이 질환을 앓고있는 것으로 추정되어 주요 공중 보건 문제가되고 있습니다.
새로운 연구를 통해 우리는 골다공증에서 뼈 저하로 이어지는 과정과 질병을 해결할 수있는 잠재적 인 새로운 방법을 이해하는 데 더 가까워졌습니다.
이 발견은 우리가 노화함에 따라 뼈의 점진적인 약화를 설명하는 핵심 분자 역학을 설명합니다.
조지 아주 오거스타 대학의 정형 외과에서 일하는 뼈 생물학자인 Sadanand Fulzele 박사는 공동 연구자이자 새로운 논문의 마지막 저자입니다. 노인학 저널 : 생물 과학.
저분자 범인 확대
Fulzele 박사와 동료들은 중간 엽 줄기 세포에서 시작되는 뼈 형성 과정을 설명합니다. 이것들은 우리 골수에서 발견 될 수 있고 계속해서 골수에서 연골, 뼈 또는 지방으로 형성 될 수있는 줄기 세포입니다.
이러한 세포의 형태에 영향을 미치는 요인 중 하나는 SDF-1 (stromal-cell-derived factor)이라는 신호 분자입니다.
같은 팀의 이전 연구는 SDF-1이 중간 엽 줄기 세포를 뼈 건강에 중요한 다른 세포로 분화하는 데 얼마나 중요한지 보여주었습니다.
연구자들이 수행 한 시험 관내 및 생체 내 연구 모두 뼈 형성을위한이 신호 분자의 핵심 역할을 보여주었습니다. SDF-1은 또한 뼈 복구에 중요하며 궁극적으로 DNA 손상 및 질병으로 이어지는 신체의 자유 라디칼과 항산화 물질 간의 불균형 인 산화 스트레스로부터 뼈 세포를 보호합니다.
또한 이전 연구에서 SDF-1 수치가 노화 된 마우스에서 감소한다는 사실이 입증되었습니다. 그래서이 연구에서 Fulzele 박사와 팀은이 분자의 수준이 어떻게 조절되는지 정확하게 이해하기를 원했습니다.
그의 이전 연구 중 일부에서 Fulzele 박사는 microRNA-141-3p라는 작은 분자가 핵심 항산화 제인 비타민 C가 뼈 세포에 도달하는 것을 막는다는 것을 보여주었습니다.
연구팀은 이미 분자가 중간 엽 줄기 세포가 다른 세포로 분화되는 것을 막을 수 있다는 것과 microRNA-141-3p가 나이가 들면서 증가한다는 사실을 이미 알고있었습니다. 그래서 Fulzele 박사와 팀은 microRNA-141-3p가 SDF-1을 낮추고 이것이이 작은 분자가 건강한 뼈 형성을 멈추는 주요 방법 중 하나라고 가설을 세웠습니다.
나이에도 불구하고 정상적인 뼈 기능 회복
이를 테스트하기 위해 Fulzele 박사와 동료들은 인간과 생쥐의 중간 엽 세포를 분석했습니다. 젊은 세포에서 그들은 microRNA-141-3p의 수준이 낮다는 것을 발견했습니다. 그러나 오래된 세포에서는이 분자의 수준이 세 배가되었습니다. SDF-1 수준의 경우 그 반대였습니다.
연구진은 18 ~ 40 세 성인과 정형 외과 수술을받은 60 ~ 85 세 노인에게서 얻은 중간 엽 줄기 세포에 microRNA-141-3p를 주입했다.
microRNA-141-3p를 주입하면 SDF-1 수치가 급격히 떨어지고 줄기 세포가 뼈 세포 대신 더 많은 지방을 생성하게되었습니다. 나이가 들면서 연구자들은 뼈 세포보다 지방 세포를 만드는 것이 더 쉬워 진다고 설명합니다.
또한 연구팀은 뼈 세포에 microRNA-141-3p를 추가하여 뼈 기능을 악화시켰다. 그러나 microRNA-141-3p 억제제를 적용하면 뼈 기능이 향상되었습니다.
이 발견은 언젠가 microRNA-141-3p 억제제를 사용하면 나이와 골다공증과 같은 상태에도 불구하고 줄기 세포가 뼈 세포로 계속 분화하는 데 도움이 될 수 있다고 Fulzele 박사는 설명합니다.
이 억제제는“뼈 기능을 정상화합니다. 우리는 임상 등급의 억제제가 사람들에게도 똑같이하는 데 도움이 될 수 있다고 생각합니다.”
"만약 당신이 20 세이고 훌륭한 뼈를 만든다면 당신은 여전히 중간 엽 줄기 세포에 microRNA-141-3p를 가지고있을 것입니다."라고 그는 덧붙입니다. 하지만 81 세이고 뼈를 약하게 만들면 훨씬 더 많이 갖게됩니다.”
오거스타 대학의 줄기 세포 연구원 인 공동 대응 연구 저자 인 윌리엄 D. 힐 박사는“당신은 일종의 스위트 스팟을 원합니다. 연구진은 연구 결과를 전임상 모델로 옮겨 건강한 수준의 microRNA-141-3p 및 SDF-1을 복원하는 방법을 찾을 계획이라고 말합니다.
“우리가하려는 것은 노화와 산화 스트레스, 에스트로겐 억제와 같은 요인으로 인해 [microRNA-141-3p가] 과발현되는 곳에서 다시 전화를 걸어보다 정상적인 상태를 효과적으로 허용 할 수있는 범위로 되 돌리는 것입니다. 뼈 형성.”
William D. Hill 박사
“우리는 노화에 따라 골수 줄기 세포에서 변화하는 수많은 microRNA를 확인했으며, 각각의 기능을 이해하기 위해 이들 각각을 추적하고 있습니다.”라고 Hill 박사는 덧붙입니다.
“우리는 생물학적 시스템 접근 방식을 더 많이 취하기 시작했습니다. [그에 따라] 하나의 표적 분자 만 변경하는 것이 아니라이 분자 네트워크가 나이나 질병에 따라 어떻게 변하는 지 그리고 어떻게 도달하고 재설정 할 수 있는지 살펴 봅니다. 이 다른 경로.”
