关键分子解释了为什么骨骼随着年龄而减弱

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一项独一无二的研究表明,随着年龄的增长,某种分子的水平会增加,从而使另一种分子产生健康的骨骼。它还表明纠正这种不平衡可能会改善骨骼健康,可能为治疗骨质疏松症提供新的途径。
高级女性患骨质疏松症的风险特别高。
骨质疏松症影响全世界约2亿女性。
五分之一的女性和五分之一的50岁及以上的男性被认为在骨质疏松症的一生中经历骨折。
在美国,估计表明有超过50岁的4400万人患有这种疾病,这使其成为一个重大的公共卫生问题。
新的研究使我们更加接近了解导致骨质疏松症骨质退化的过程,以及可以解决这种疾病的潜在新方法。
这些研究结果解释了一个关键的分子动力,它解释了随着年龄的增长,我们的骨骼逐渐脆弱。
Sadanand Fulzele
博士是一位骨科生物学家,他在佐治亚州奥古斯塔大学的整形外科工作,是一名共同研究员,也是新论文的最后一位作者,该论文发表在老年学:生物科学杂志上。

放大小分子罪魁祸首
Fulzele
博士及其同事解释了从间充质干细胞开始的骨形成过程。这些干细胞可以在我们的骨髓中找到,并且可以继续形成软骨,骨骼或骨髓中的脂肪。
影响这些细胞最终形成的因素之一是称为基质细胞衍生因子(SDF-1)的信号分子。
同一研究小组先前的研究表明,SDF-1对间充质干细胞分化为对骨骼健康至关重要的不同细胞有多么重要。
骨质疏松症:地中海饮食可以减缓骨质流失
一项临床试验表明,这种饮食可以促进骨骼健康。
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研究人员进行的体外和体内研究均显示该信号分子在骨形成中的关键作用。SDF-1对骨修复也很重要,可以保护骨细胞免受氧化应激,这是体内自由基和抗氧化剂之间的不平衡,最终导致DNA损伤和疾病。
此外,先前的研究表明衰老小鼠的SDF-1水平下降; 因此,在这项研究中,Fulzele博士和团队想要准确理解这种分子的水平是如何被调节的。
在他以前的一些研究中,Fulzele博士已经证明,一种名为microRNA-141-3p的小分子可以阻止维生素C(一种关键的抗氧化剂)进入我们的骨细胞。
该团队已经知道该分子可以阻止间充质干细胞分化成其他细胞,以及microRNA-141-3p随着年龄的增长而增加的事实。因此,Fulzele博士和团队假设microRNA-141-3p降低了SDF-1,这是这种小分子阻止健康骨形成的主要方式之一。

尽管年龄恢复正常的骨骼功能
为了测试这一点,Fulzele博士及其同事分析了来自人类和小鼠的间充质细胞。在年轻细胞中,他们发现microRNA-141-3p的水平很低。然而,在旧细胞中,该分子的水平增加了三倍。SDF-1水平的情况恰恰相反。
然后,研究人员将microRNA-141-3p注射到1840岁成人以及经过整形外科手术的60-85岁老年人的间充质干细胞中。
注射microRNA-141-3p使SDF-1水平骤降并导致干细胞产生更多脂肪而不是骨细胞。随着年龄的增长,解释研究人员,使脂肪细胞而不是骨细胞变得更容易。
此外,该团队还将microRNA-141-3p添加到骨细胞中,这会使骨骼功能恶化。然而,应用microRNA-141-3p抑制剂可改善骨骼功能。
Fulzele
博士解释说,研究结果表明,有一天,使用microRNA-141-3p抑制剂可以帮助干细胞继续分化为骨细胞,尽管年龄和骨质疏松症等疾病。

Fulzele博士说,这种抑制剂使骨功能正常化。我们认为[a]临床级抑制剂可以帮助我们在人群中做同样的事情。“”
“”
如果你20岁并且做出了很好的骨头,“”他补充说,“”你仍然会有microRNA-141-3p in你的间充质干细胞。但是当你81岁并且骨骼变弱时,你会有更多的骨骼。“”
你想要它在那个最佳位置,”“相应的研究作者William D. Hill博士解释说,干细胞奥古斯塔大学研究员。研究人员表示,他们计划将研究结果转移到临床前模型中,他们希望找到恢复microRNA-141-3pSDF-1健康水平的方法。
“”
我们要做的是将其从[microRNA-141-3p]过度表达回来,因为衰老和氧化应激以及抑制雌激素等因素过度表达,并将其恢复到有效允许更多的范围内正常的骨形成。“”
威廉・D・希尔博士
“”
我们已经确定了许多在骨髓干细胞中随着衰老而发生变化的微小RNA,我们正在研究它们中的每一种,以了解它们是如何起作用的,“”Dr希尔补充道。
“”
我们开始采取更多的生物系统方法,[我们不仅仅是改变一个目标分子,而是看看这个分子网络如何随着年龄或疾病而变化,以及我们如何进入和[…] ]重置这些不同的途径。“”


 


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