Neuer Mechanismus der Knochenbildung kann helfen gegen Osteoporose

Der Natürliche Zyklus der Aufbau der Knochen zu erhalten-Skelett-Stärke und dann brechen Sie es runter für den Körper ist Kalzium braucht, ist fein ausgewogen, aber auch Krankheiten wie Osteoporose brechen zu viel Knochen ohne ausreichende Knochen-Ersatz, was zu Knochenbrüchen.

Die Ergebnisse einer neuen Studie an der Duke deuten auf eine gezielte Ansprache, durch die Medikamente können in der Lage sein zu kämpfen, Osteoporose und andere degenerative Knochenerkrankungen. Diane Gesty-Palmer, M. D., Duke Assistant Professor für Endokrinologie und Stoffwechsel, und Ihr team haben einen neuen Mechanismus der Knochenbildung in Mäusen, die funktioniert ohne das die komplementäre Knochenabbau. Die Arbeit erscheint in der ersten Ausgabe von Science Translational Medicine.

Die Wissenschaft reduziert sich auf zwei biochemische Stoffwechselwege, die von einer Zelle Oberfläche rezeptor-G-protein-gekoppelten rezeptor (GPCR). Dies ist die größte Familie der Zelloberflächen-Rezeptoren und Ziel zahlreicher Medikamente für die Behandlung von vielen Erkrankungen. Seit vielen Jahren dachten die Wissenschaftler, dass die zelluläre Aktionen dieser Rezeptoren wurden ausschließlich gesteuert durch die Aktivierung von G-protein-Signalwege.

Aber große Entdecker, Duke Robert J. Lefkowitz, M. D., hat auch entdeckt, dass ein anderes Molekül, das beta-arrestin, wirkt wie eine Bremse auf G-protein-Aktivierung. Sein Labor wurde das lernen über die Möglichkeiten, die beta-arrestin kann auch signal über verschiedene Wege und somit direkt die Kontrolle von bestimmten zellulären Prozessen.

Durch die Kombination Ihrer expertise im Knochenstoffwechsel und GPCR-Signalisierung, dres. Gesty-Palmer und Lefkowitz haben festgestellt, dass beta-arrestin kann verursachen Knochen zu bilden, obwohl es blockiert den rezeptor die Aktivierung der G-Proteine. Sie entdeckt dies geschieht in der rezeptor für Parathormon (PTH), das reguliert die Menge an Kalzium im Körper, und wird verwendet, um Osteoporose zu behandeln.

Durch ausschalten der G-protein-signaling mit einer PTH-Analog-namens PTH-Beta-arr (für beta-arrestin), waren die Forscher in der Lage, trennen Sie die Knochen-bildenden Aktionen der PTH-rezeptor, der aus einer Beschädigung der Knochen-Resorption und Verwertung von Aktionen. Sie fanden viel weniger Knochen resorbiert, und insgesamt ist die Menge der Knochen wuchs.

„Wir nicht erwarten, zu finden Knochenwachstum, weil wir dachten, dass, sobald die G-protein-gekoppelten Signalweg blockiert wurde, dass die Knochenbildung würde auch gesperrt werden,“ Gesty-Palmer sagte. „Es wird allgemein angenommen, dass die Knochen-bildenden Maßnahmen der Parathormon-rezeptor vermittelt werden, die ausschließlich durch G-protein-Aktivierung.“

„Ich denke, wir werden finden, dass beta-arrestin-Signalwege spielen eine sehr wichtige Rolle in den Körper“, sagte Lefkowitz. „Es ist die wissenschaftliche Konvention, die der G-protein-abhängigen Signalwege sind die besten Pharma-Ziele, aber wie wir lernen mehr, wir sehen, dass beta-arrestin-abhängige Signalwege haben auch einen Einfluss auf physiologische Prozesse. Immer andere, dies zu akzeptieren, jedoch wurde, wie drehen um ein Schlachtschiff – es geschieht sehr langsam.“

„Wir verfeinern die Wissenschaft“, sagte Lefkowitz. „Mit dieser in-vivo-Studie, wir haben das nächste level erreicht, der Spezifität. Mit dem, was wir gelernt haben, können wir beginnen, erstellen Sie den Schlüssel zum entsperren gezielte Gruppen von Rezeptoren, mit dieser höheren Ebene der Spezifität.“

Mit dieser Verfeinerung, die Forscher auch erreichen können, die Kontrolle erforderlich, um zu vermeiden, bestimmte Nebenwirkungen von Medikamenten, sagte Lefkowitz. „Wir glauben, dass die nächste generation von Drogen, in diesem Fall für Osteoporose, mehr Verhalten werden, wie wir es gerne hätten.“

Dr. Lefkowitz ergriffen hat, um den Aufruf der GPCRs, die er entdeckt, die 7-Transmembran-Rezeptoren. Dieser name spiegelt die charakteristische Struktur der rezeptor-Proteine, die Weben durch die Zellmembran sieben mal, und berücksichtigt die Tatsache, dass beta-arrestin Wege kann auch aktiviert werden, indem Sie diese Rezeptoren.

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