稱為破骨細胞的骨溶解細胞來源于一種稱為巨噬細胞的免疫細胞。它們對于骨骼的維護和更新是必需的。但巨噬細胞轉(zhuǎn)化為破骨細胞的細胞內(nèi)機制尚不完全清楚。最近，東京理科大學的科學家們發(fā)現(xiàn)了一種名為 Cpeb4 的蛋白質(zhì)在此過程中的作用。他們的發(fā)現(xiàn)為關(guān)節(jié)炎和骨質(zhì)疏松癥等骨骼和關(guān)節(jié)疾病提供了潛在的治療靶點。
骨質(zhì)疏松癥和類風濕性關(guān)節(jié)炎等慢性骨關(guān)節(jié)疾病影響著全世界數(shù)百萬人，尤其是老年人，降低了他們的生活質(zhì)量。這兩種疾病的一個重要因素是稱為破骨細胞的骨溶解細胞過度活躍。破骨細胞是通過從巨噬細胞分化形成的，之后它們在維持骨骼和關(guān)節(jié)方面發(fā)揮新作用，分解骨組織，使成骨細胞能夠修復(fù)和重塑骨骼系統(tǒng)。
從廣義上講，這種分化涉及兩個細胞內(nèi)過程：首先，轉(zhuǎn)錄，其中根據(jù) DNA 中的遺傳信息創(chuàng)建信使 RNA (mRNA);然后是翻譯，其中 mRNA 中的信息被解碼以產(chǎn)生在細胞中執(zhí)行特定功能的蛋白質(zhì)。自從發(fā)現(xiàn)一種叫做 RANKL 的特殊蛋白質(zhì)在破骨細胞形成中的作用以來，科學家們已經(jīng)確定了哪些細胞信號通路和轉(zhuǎn)錄網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)破骨細胞的生成。然而，所涉及的轉(zhuǎn)錄后細胞過程仍有待了解。
現(xiàn)在，在《生化與生物物理研究通訊》上發(fā)表的一項新研究中，日本東京理科大學的科學家們揭示了一種名為 Cpeb4 的蛋白質(zhì)在這一復(fù)雜過程中的作用。Cpeb4 是細胞質(zhì)聚腺苷酸化元件結(jié)合 (CPEB) 蛋白家族的一部分，它與 RNA 結(jié)合并調(diào)節(jié)翻譯激活和抑制，以及產(chǎn)生蛋白質(zhì)變體的可變剪接機制。
領(lǐng)導(dǎo)這項研究的 Tadayoshi Hayata 博士說，“CPEB 蛋白與各種生物過程和疾病有關(guān)，例如自閉癥、癌癥和紅細胞分化。然而，它們在破骨細胞分化中的功能尚不清楚。因此，我們使用小鼠巨噬細胞的細胞培養(yǎng)物進行了一系列實驗來表征該家族的蛋白質(zhì) Cpeb4。”
在細胞培養(yǎng)實驗中，用 RANKL 刺激小鼠巨噬細胞以觸發(fā)破骨細胞分化，研究人員監(jiān)測培養(yǎng)物的進化。他們發(fā)現(xiàn) Cpeb4 基因表達，以及因此 Cpeb4 蛋白的數(shù)量，在破骨細胞分化過程中增加。然后，通過免疫熒光顯微鏡，他們可視化了 Cpeb4 在細胞內(nèi)位置的變化。他們發(fā)現(xiàn) Cpeb4 從細胞質(zhì)進入細胞核，同時呈現(xiàn)出特定的形狀(破骨細胞傾向于融合在一起并形成具有多個細胞核的細胞)。這表明 Cpeb4 與破骨細胞分化相關(guān)的功能很可能在細胞核內(nèi)進行。
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