נמצא כי חלבון Clec14a ממלא תפקיד חיוני בוויסות היווצרות וצפיפות העצם

מחקר חדש חושף כיצד חלבון Clec14a בתאי אנדותל נימיים שולט בצמיחת העצם ובהבשלה, וחושף מנגנון מפתח בהתפתחות השלד.

לִלמוֹד: חלבון תאי אנדותל מסוג H, Clec14a מתמר את פעילות האוסטאובלסטים במהלך היווצרות ודפוסי עצם טרבקולרית. קרדיט תמונה: NTshutterth/Shutterstock.com

מחקר שפורסם לאחרונה ב- Communications Biology חקר את תפקידו של תחום הלקטין מסוג C המכיל 14A (Clec14a), חלבון אנדותל מסוג H, בתיאום פעילות אוסטאובלסט.

רֶקַע

תפקידה של אנגיוגנזה של העצם בוויסות צמיחת השלד לאחר הלידה, שיפוץ ושיקום העצם קיבל תשומת לב מוגברת לאחרונה. התקדמות טכנולוגית הובילה לגילוי תת-סוגים חדשים של נימי עצמות. נימים מסוג H מדווחים כמאפננים פעילים של אוסטאוגנזה.

מולטימרין 2 (MMRN2) הוא חלבון מטריקס חוץ-תאי הקושר במקביל CD248 ו-CLEC14A. שניהם מווסתים אנגיוגנזה פתולוגית ועוברית, נדידת תאים והידבקות.

בעבר, המחברים דיווחו ש-Cd248 מווסת לרעה את מינרליזציה של אוסטאובלסטים, ומחיקתו מגבירה מינרליזציה מונעת אוסטאובלסטים. חוץ מזה, דיווחים אחרונים מצביעים על כך ש-Clec14a מווסתת במהלך ריפוי העצם.

המחקר והממצאים

במחקר הנוכחי, החוקרים העריכו את התפקיד של Clec14a ביצירת עצם. ראשית, הם העריכו את הביטוי של Clec14a והליגנד שלו, Mmrn2, בעצם הארוכה של העכבר ואישרו ששני החלבונים באו לידי ביטוי גבוה במטאפיזה של העצם.

יתר על כן, Clec14a סומן אימונו in vivo באמצעות נוגדן אנטי-Clec14a. זה הצביע על כך ש-Clec14a מתמקם בעיקר לאנדותל כלי מסוג H במטאפיזה של העצם.

בסך הכל, החוקרים אישרו כי הביטוי של Mmrn2 ו-Clec14a מוגבל לתאי אנדותל (ECs), אשר היה בולט יותר ב-ECs כלי מסוג H. לאחר מכן, הם העריכו את ההשפעה של מחיקת Clec14a על כלי הדם של העצם.

הם הבחינו בירידה באחוז האנדותל מסוג H ב Clec14a^-/- עכברים בני שבועיים ביחס לסוג הבר (WT) Clec14a^+/+ עכברים. הנימים בשתי הקבוצות עלו מיום 4 לאחר הלידה (P4) לארבעה שבועות.

יתר על כן, צפיפות כלי הדם לא הייתה שונה משמעותית בין שתי הקבוצות. הדמיית אימונופלואורסצנציה של השוקה בשתי הקבוצות ב-P4 חשפה מיטת כלי דם מקושרת מאוד עם כיסוי כמעט דומה של נימים מסוג L ו-H.

עם זאת, בעכברים צעירים (בני ארבעה שבועות), שתי הקבוצות הראו מיטה מסוג H מופחתת ביחס לעכברי P4, הממוקמת באופן מובהק לחלק העליון של המטאפיזה.

חוץ מזה, בארבעה שבועות חלה הפחתה באורכי עמודים מסוג H ובשטח המכוסה על ידי חזית כלי דם מסוג H במטאפיזה בעכברים Clec14a-/-.

לאחר מכן, הצוות בחן את ההשפעות של Clec14a מחיקה על לוקליזציה של אוסטאובלסטים בוגרים ולא בשלים באמצעות צביעה חיסונית עבור קולגן מסוג 1 (Col1a1) ואוסטריקס (Osx), בהתאמה.

Osx⁺ אוסטאובלסטים זוהו במספרים גבוהים באנדוסטאום ובמטפיזה של השוקה, ללא קשר לגנוטיפ, עם פחות אוסטאובלסטים בתוך הדיאפיזה. Clec14a^-/- לעכברים היה מספר מוגבר משמעותית של Osx⁺ אוסטאובלסטים במטאפיזה התחתונה ב-P4 בהשוואה לעכברי WT.

בנוסף, הצוות מדד את אורך עצם השוקה ומשקל הגוף ב-WT בני שבועיים, ארבעה, שמונה ו-30 שבועות Clec14a^-/- עכברים. לא היו הבדלים משמעותיים במשקל הגוף בכל נקודת זמן. התארכות העצם הייתה הפעילה ביותר בין שבועיים לארבעה שבועות בשני הגנוטיפים כאשר אורך השוקה הוכפל. יש לציין כי לאחר שבועיים, השווקים היו קצרים יותר בעכברי WT מאשר בעכברי WT Clec14a^-/- עכברים.

בנוסף, החוקרים צפו ביום עוברי 14.5 תרביות של explant metatarsal במשך שבוע כדי להבין את ההשפעה של Clec14a^-/- מחיקה בהתפתחות מוקדמת.

הם ציינו עלייה משמעותית ב Clec14a^—/—אורך ההשתלה בכל נקודות הזמן. לאחר מכן, הצוות השתמש ברצף RNA של בידודי תאים קלווריים כדי להבין טוב יותר את השינויים המולקולריים ברמת התעתיק.

זה זיהה 1,223 גנים המבוטאים באופן דיפרנציאלי בין שני הגנוטיפים. ניתוח העשרה של מערכי גנים גילה ביטוי חזק של סמנים מועשרים בשגשוג והתבגרות אוסטאובלסטים ובמסלולי התבגרות אנדוכונדרליים ב Clec14a^-/- דוגמאות.

יתרה מכך, ביטוי גנים להבשלת אוסטאובלסט נבדק באוסטאובלסטים מהקלוואריה של WT ו Clec14a^-/- גורי P4 מתורבתים ללא ECs.

תמלול ורמות חלבון של פוספטאז אלקליין (Alpl) נמדדו בַּמַבחֵנָה מעל 21 ימים. Alpl רמות התמלול עלו ב-WT ו Clec14a^-/- אוסטאובלסטים בתגובה לגירויים להתבגרות.

עם זאת, שיא Alpl ביטוי נצפה הרבה קודם לכן (ביום 4) ב Clec14a^-/--אוסטאובלסטים מבודדים מאשר באוסטאובלסטים מבודדים WT (ביום 12). מעבר מבודד טרי Clec14a^-/--אוסטאובלסטים מבודדים הראו מוגבר Alpl פעילות בתגובה לגירויים להתבגרות בימים 6 ו-8.

מסקנות

החוקרים הוכיחו כי הביטוי של Clec14a ו-Mmrn2 מוגבל ל-ECs בסטרומת העצם; שני הגנים מתבטאים מאוד באנדותל מסוג H ומווסתים באופן דיפרנציאלי.

הממצאים מצביעים גם על חוסר ויסות של היווצרות תאי קצה והגירה פנימה Clec14a^-/- עכברים והקהה של ניצני כלי כלי מסוג H בצלחת הגידול בגיל ארבעה שבועות Clec14a^-/- עכברים.

בסך הכל, המחקר זיהה את Clec14a כחלבון יעד ספציפי ל-EC אשר ביטול ההפעלה שלו משפר את יצירת העצם.