अध्ययन में खुलासा, प्रोटीन जो ऑस्टियोपोरोसिस में हड्डी के नुकसान को रोकने में करता है मदद

टोक्यो: ऑस्टियोपोरोसिस, छिद्रपूर्ण और कमज़ोर हड्डियों की विशेषता वाला एक विकार है, जो कंकाल के स्वास्थ्य के लिए एक बड़ा खतरा है। मानव शरीर की नींव के रूप में, हड्डियाँ महत्वपूर्ण संरचनात्मक सहायता प्रदान करती हैं। जब हड्डियों का द्रव्यमान कम हो जाता है, तो यह न केवल इस समर्थन को कमज़ोर करता है, बल्कि सामान्य कार्य को भी कम करता है, जिसके परिणामस्वरूप जीवन की गुणवत्ता कम हो जाती है।बढ़ती उम्र की आबादी और ऑस्टियोपोरोसिस के मामलों में वृद्धि के साथ, दीर्घकालिक देखभाल के लिए स्वास्थ्य सेवा संसाधनों पर बोझ स्पष्ट है। परिणामस्वरूप, ऑस्टियोपोरोसिस का कारण बनने वाले तंत्रों को समझने और इसके दीर्घकालिक प्रभावों को कम करने के लिए प्रभावी लक्षित उपचार विकसित करने की आवश्यकता है।

ऑस्टियोब्लास्ट और ऑस्टियोक्लास्ट दो प्रकार की कोशिकाएँ हैं जो हड्डी के ऊतकों के रखरखाव और रीमॉडेलिंग में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। ऑस्टियोब्लास्ट हड्डी बनाने वाली कोशिकाएँ हैं जो नए हड्डी के ऊतकों को संश्लेषित और जमा करती हैं, जबकि ऑस्टियोक्लास्ट पुराने या क्षतिग्रस्त हड्डी के ऊतकों को तोड़कर हटा देते हैं। ऑस्टियोक्लास्ट का बढ़ा हुआ अनुपात ऑस्टियोपोरोसिस, रुमेटीइड गठिया (जोड़ों की सूजन), और हड्डी मेटास्टेसिस (हड्डियों में फैल गया कैंसर) जैसी स्थितियों में हड्डी के द्रव्यमान को कम करता है। ऑस्टियोक्लास्ट मैक्रोफेज या मोनोसाइट्स, दो प्रकार की प्रतिरक्षा कोशिकाओं के विकास से विकसित होते हैं। इस प्रकार ऑस्टियोक्लास्ट विभेदन को दबाने का उपयोग हड्डी के नुकसान को रोकने के लिए एक चिकित्सीय तकनीक के रूप में किया जा सकता है। हालाँकि, हड्डी के पुनर्निर्माण की जटिल प्रक्रिया को चलाने वाले सटीक आणविक मार्ग अज्ञात हैं।

एक नए ग्राउंडब्रेकिंग अध्ययन में, टोक्यो यूनिवर्सिटी ऑफ़ साइंस के प्रोफेसर तादायोशी हयाता, श्री ताकुतो कोनो और सुश्री हितोमी मुराची ने अपने सहकर्मियों के साथ मिलकर ऑस्टियोक्लास्ट विभेदन के आणविक विनियमन में गहराई से खोज की। न्यूक्लियर फैक्टर कप्पा बी लिगैंड (RANKL) उत्तेजना के रिसेप्टर एक्टिवेटर मैक्रोफेज को ऑस्टियोक्लास्ट में विभेदित करता है। इसके अलावा, बोन मोर्फोजेनेटिक प्रोटीन (BMP) और ट्रांसफॉर्मिंग ग्रोथ फैक्टर (TGF)-b सिग्नलिंग मार्ग को RANKL-मध्यस्थ ऑस्टियोक्लास्ट विभेदन के विनियमन में फंसाया गया है। वर्तमान अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने Ctdnep1 - एक फॉस्फेटेज (फॉस्फेट समूहों को हटाने वाला एक एंजाइम) की भूमिका की जांच करने की कोशिश की, जिसे BMP और TGF-b सिग्नलिंग को दबाने के लिए रिपोर्ट किया गया है। 30 जुलाई, 2024 को बायोकेमिकल और बायोफिजिकल रिसर्च कम्युनिकेशंस के वॉल्यूम 719 में प्रकाशित होने वाले अपने काम के बारे में और जानकारी देते हुए, प्रो. हयाता कहते हैं, "RANKL ऑस्टियोक्लास्ट सेल भेदभाव के लिए एक 'त्वरक' के रूप में कार्य करता है। कार चलाने के लिए न केवल त्वरक बल्कि ब्रेक की भी आवश्यकता होती है। यहाँ, हम पाते हैं कि Ctdnep1 ऑस्टियोक्लास्ट सेल भेदभाव पर एक 'ब्रेक' के रूप में कार्य करता है।" सबसे पहले, शोधकर्ताओं ने RANKL और अनुपचारित नियंत्रण कोशिकाओं के साथ इलाज किए गए माउस-व्युत्पन्न मैक्रोफेज में Ctdnep1 की अभिव्यक्ति की जांच की। उन्होंने नोट किया कि RANKL उत्तेजना के जवाब में Ctdnep1 अभिव्यक्ति अपरिवर्तित रही। हालांकि, यह मैक्रोफेज में दानेदार रूप में साइटोप्लाज्म में स्थानीयकृत हो गया और ऑस्टियोक्लास्ट में विभेदित हो गया, जो अन्य कोशिका प्रकारों में इसके सामान्य पेरी-न्यूक्लियर स्थानीयकरण से अलग है, जो ऑस्टियोक्लास्ट भेदभाव में इसके साइटोप्लाज्मिक फ़ंक्शन को दर्शाता है।

इसके अलावा, Ctdnep1 नॉकडाउन (जीन अभिव्यक्ति का डाउनरेगुलेशन) के परिणामस्वरूप टार्ट्रेट-प्रतिरोधी एसिड फॉस्फेट-पॉजिटिव (TRAP) ऑस्टियोक्लास्ट में वृद्धि हुई; जिसमें TRAP विभेदित ऑस्टियोक्लास्ट के लिए एक मार्कर है। इसके अतिरिक्त, Ctdnep1 नॉकडाउन ने ऑस्टियोक्लास्ट भेदभाव के लिए RANKL-प्रेरित मास्टर ट्रांसक्रिप्शन फैक्टर 'Nfatc1' सहित महत्वपूर्ण भेदभाव मार्करों की अभिव्यक्ति में वृद्धि की। ये परिणाम Ctdnep1 के 'ब्रेक फ़ंक्शन' का समर्थन करते हैं, जिससे यह ऑस्टियोक्लास्ट भेदभाव को नकारात्मक रूप से नियंत्रित करता है।

इसके अलावा, Ctdnep1 नॉकडाउन ने कैल्शियम फॉस्फेट के अवशोषण में भी वृद्धि की, जो अस्थि पुनर्जीवन में Ctdnep1 की दमनकारी भूमिका का संकेत देता है। अंत में, जबकि, Ctdnep1 नॉकडाउन ने BMP और TGF-b सिग्नलिंग को नहीं बदला, Ctdnep1 की कमी वाली कोशिकाओं ने RANKL सिग्नलिंग मार्ग के डाउनस्ट्रीम में फॉस्फोराइलेटेड (सक्रिय) प्रोटीन के उच्च स्तर दिखाए। ये निष्कर्ष बताते हैं कि ऑस्टियोक्लास्ट भेदभाव में Ctdnep1 का दमनकारी प्रभाव BMP और TGF-b सिग्नलिंग द्वारा मध्यस्थ नहीं हो सकता है, बल्कि, RANKL सिग्नलिंग और Nfatc1 प्रोटीन स्तरों के नकारात्मक विनियमन के माध्यम से हो सकता है।

कुल मिलाकर, ये निष्कर्ष ऑस्टियोक्लास्ट भेदभाव की प्रक्रिया में नई अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं और संभावित चिकित्सीय लक्ष्यों को प्रकट करते हैं जिनका उपयोग अत्यधिक ऑस्टियोक्लास्ट गतिविधि के कारण हड्डी के नुकसान को संबोधित करने वाले उपचारों को विकसित करने के लिए किया जा सकता है। हड्डी के नुकसान की विशेषता वाले रोगों के अलावा, Ctdnep1 को मेडुलोब्लास्टोमा - बचपन के मस्तिष्क ट्यूमर में एक कारक कारक के रूप में भी बताया गया है। इसलिए, लेखक आशावादी हैं कि उनके शोध को हड्डी के चयापचय से परे अन्य मानव रोगों तक बढ़ाया जा सकता है।