Staranje je povezano z upadom funkcije tkiv, kar je posledica številnih sprememb v izražanju genov in ostalih ekstrinzičnih dejavnikov. Molekularni mehanizmi teh sprememb so predmet številnih raziskav, ki se osredotočajo predvsem na časovno odvisno uravnavanje izražanja genov. Mikro RNA so kratke, nekodirajoče RNA, ki predstavljajo enega glavnih regulatorjev izražanja genov. Znano je, da mikro RNA kontrolirajo staranje, prav tako pa staranje povzroči spremembe v transkriptomu mikro RNA. Kljub temu pa izvorni regulator časovno odvisnega genskega izražanja ostaja še nepoznan. V prispevku podajamo pregled mikro RNA molekul, ki so povezane s staranjem kosti in rezultate študij, ki so proučevale starostno odvisno izražanje proteine kodirajočih genov v kostnem tkivu. Pri pregledu literature smo našli 41 mikro RNA molekul, ki korelirajo z mineralno kostno gostoto ali zlomi in v nedavni študiji so pokazali, da lahko s kombinacijo večih mikro RNA bolj zanesljivo napovemo osteoporozne zlome. Prihodnji posamezniku prilagojeni diagnostični algoritmi naj bi tako temeljili na kombinaciji večih bioloških označevalcev. Malo je znanega o regulatornih mehanizmih izražanja mikro RNA in proteine kodirajočih genov pri staranju. Predpostavljamo povezavo med dolžino telomer in profili izražanja genov, ki pa jo bo potrebno še podrobneje raziskati.
COBISS.SI-ID: 4298353
Izhodišča: Osteoporoza je pogosta kostna bolezen, za katero je značilna znižana mineralna kostna gostota in mikroarhitekturne spremembe, kar poveča lomljivost kosti in vodi v pojav nizko energetskih zlomov. S slikovnimi tehnikami v vsakdanji praksi lahko zaznamo nizko kostno maso, ne pa tudi upada kostne kvalitete. Mikro RNA so bile pred kratkim prepoznane kot pomembni regulatorji kostne prenove in tako predstavljajo potencialne nove biološke označevalce za diagnostiko in spremljanje zdravljenja osteoporoze. Metode: Z namenom identifikacije novih plazemskih bioloških označevalcev osteoporoze smo analizirali plazemske mikro RNA 74 pomenopvaznih žensk (17 osteoporoznih in 57 zdravih kontrol). Na osnovi predhodne analize smo izbrali 7d-5p, let-7e-5p, miR-30d-5p, miR-30e-5p, miR-126-3p, miR-148a-3p, miR-199a-3p, miR-423-5p in miR-574-5p in ugotavljali razliko v izražanju med obema skupinama z metodo kvantitativne verižne reakcijo polimerizacije v realnem času. Nadalje smo korelirali izražanje mikro RNA z mineralno kostno kostoto, izračunanim tveganjem za zlom z algoritmom FRAX in kvaliteto trabekul. Rezultati: Izražanje miR-148a-3p je bilo značilno višje (p = 0,042) v skupini bolnic z osteoporozo. Dokazali smo korelacijo med izražanjem miR-126-3p (ρ = 0,253, p = 0,032) and 423-5p (ρ = -0,230, p = 0,049) in parametri kostne kvalitete in kvantitete. Zaključki: Rezultati naše študije, skupaj z dokazano vlogo miR-148a-3p v kosteh, kažejo, da bi ta mikro RNA lahko predstavljala potencialni novi plazemski biološki označevalec patoloških sprememb, povezanih z osteoporozo.
COBISS.SI-ID: 4247153
Adrenergična stimulacija je pomembna za diferenciacijo osteoklastov in resorpcijo kosti. Cilj te raziskave je bil ugotoviti prisotnost α2A-AR in njegovo funkcijo pri nevro-endokrini signalizaciji kostne remodelacije pri ljudeh. Z uporabo verižne reakcije s polimerazo v realnem času (PCR) in imunohistokemijo smo preučevali prisotnost α2A-AR receptorja in lokalizacijo v kostnih celicah. Funkcionalnost rs553668 in rs1800544 polimorfizma posameznih nukleotidov (SNP), ki se nahajata v α2A-AR genu, smo analizirali s qPCR na vzorcih kosti in z luciferaznim reporterskim testom v osteosarkomskih celicah HOS. Rezultati te študije so pokazali, da je α2A-AR vključen v nevro-endokrino signalizacijo, kostno presnovo in razvoj osteoporoze. Kot je razvidno iz rezultatov je nevrološka signalizacija posredovana preko osteoblastov in povzroči resorpcijo kosti. Genetska študija je pokazala povezavo med SNP v α2A-AR genskem lokusu in biokemijskimi označevalci kostne remodelacije, na osnovi genotipa lahko identificiramo posameznike z večjim tveganjem za razvoj osteoporoze.
COBISS.SI-ID: 3887217
Zadostna oskrba s kisikom v kostnem tkivu je bistvenega pomena za normalen razvoj kosti in njihovo učinkovito prenovo. Hipoksija in s hipoksijo inducirani dejavnik 1α (HIF1α) imata velik vpliv na proliferacijo, diferenciacijo in izražanje genov v osteoblastih, osteoklastih in mezenhimskih matičnih celicah, prav tako pa je znano, da imajo tudi epigenetski mehanizmi pomembno regulatorno vlogo v teh celicah. Namen naše študije je bil ugotoviti vpliv mimetika hipoksije deferoksamina na epigenetske mehanizme v kostnih celicah s spreminjanjem izražanja encimov, ki modificirajo kromatin. Osteoblastno linijo HOS smo izpostavili deferoksaminu in merili profil 40 genov, ki modificirajo kromatin s kvantitativno PCR v realnem času. Dodatno smo izmerili izražanje genov, ki so povezani z odzivom na hipoksijo, sistemom RANK/RANKL/OPG, WNT/β-katenin signalno potjo in oksidativnim stresom. Ugotovili smo, da hipoksija povzroči povečano izražanje histon deacetilaze 9 (HDAC9) in znižano izražanje acetilaze KAT5 in DNA metiltrasferaze 3A (DNMT3A). To je prvi dokaz, da hipoksija vpliva na izražanje encimov za modifikacijo kromatina v celicah HOS.
COBISS.SI-ID: 3879793
zraz epigenetika označuje preučevanje mehanizmov, ki vplivajo na izražanje genov na stabilen in potencialno deden način, ne da bi se ob tem spremenilo zaporedje DNA. Ti mehanizmi vključujejo posttranslacijske histonske modifikacije, z miRNA posredovano posttranskripcijsko regulacijo in metilacijo DNA. Akumulacijo napak v molekuli DNA tekom časa, kar vodi vsaj v določeni meri do spremembe normalnih epigenetskih vzorcev, pogosto povezujejo s staranjem. Epigenetski procesi veljajo za pomembne mehanizme, preko katerih okoljski in stohastični stresorji pospešujejo razvoj številnih patologij pri ljudeh. Glede na to lahko pričakujemo, da je epigenetski vpliv na številne večfaktorske kompleksne bolezni, ki se razvijejo kasneje v življenju, kot sta osteoporoza in osteoartritis, močan. Osrednja točka vseh skeletnih patologij je deregulacija kostne prenove, ki poteka pod vplivom osteoblastov, ki gradijo kostnino, in osteoklastov, ki jo razgrajujejo. Da sta oba proces uravnotežena, morajo biti aktivnost, diferenciacija in apoptoza obeh tipov celic strogo nadzorovane. Diferenciacijo osteoblastov in osteoklastov spremljajo velike spremembe v izražanju genov. Pokazali so, da deacetilacija histonov in metilacija DNA negativno regulirata izražanje številnih genov, ki so povezani z različnimi stopnjami diferenciacije osteoblastov. Vendar pa številne miRNA tudi pospešujejo osteoblastogenezo. Poleg tega bi lahko bile mutacije v miRNA kodirajočih regijah, ki povzročijo inaktivacijo, povezane s patogenezo osteoporoze. Cilj tega preglednega članka je osvetliti vlogo epigenetskih mehanizmov v kostni prenovi in homeostazi, da bi prepoznali njihov diagnostični in terapevtski potencial pri skeletnih boleznih.
COBISS.SI-ID: 3604593