به گزارش بنیان به نقل از medicalxpress، اختلال درژن آلکالین فسفاتاز باعث ایجاد پیری زودرس استخوان می شود. پیری استخوان به معنی از بین رفتن بافت استخوان و پرشدن مغز استخوان از چربی می باشد. این پدیده می تواند به دلیل نقص در تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی (MSC) باشد. محققان دراین مطالعه همچنین دلیل تاثیر گذار بودن داروی کاهنده ی قند خون به نام متفورمین درجلوگیری از پیری استخوان و تولید سلول های استئوبلاست را نیز بررسی نموده اند. MSCs سلول های بنیادی ای می باشند که باعث تولید سلول های استخوانی استئوبلاست و پروتئین آلکالین فسفاتاز می شوند. ژن آلکالین فسفاتاز باعث افزایش متابولیسم ATP در تمایز سلول ها می شود. محققان مکانیسمی را در روند پیری سلول های استخوانی کشف نموده اند که باعث کاهش عملکرد سلول های استخوانی می شود. در این مکانیسم کاهش بیان ژن ALPL باعث کاهش ATP در سلول های بنیادی می شود. با کاهش ATP در داخل MSCs،  ATP تحریک شده و آزاد می شود و مسیر پیام رسانی مولکولی AMPKα که اصلی ترین تنظیم کننده ی هموستازی انرژی سلول می باشد، را فعال می نماید. همکاری MSCs ها با یکدیگر باعث تغییر توان و رشد آن ها می گردد. دراین مطالعه در محیط بدن موجود زنده یعنی در مدل موشی ای که از نظر ژن آلکالین فسفاتاز هتروزیگوت می باشد مطالعه انجام گرفته است و تاثیر داروی متفورمین بر روی فعال سازی دوباره ی این مسیر پیام رسانی سلولی نیز بررسی شده است. آلکالین فسفاتازآنزیمی است که در سال 1912 کشف شد و در طبیعت از باکتری تا انسان وجود دارد. این آتزیم به عنوان یک مارکر سلول های استئوبلاست می باشد و شاخص تشخیصی در شناسایی بیماری هایی مانند استئوپرز است. مطالعات ژنتیکی نشان می دهند ژن آلکالین فسفاتاز در موش و انسان با شکل یافتن استخوان ارتباط مستقیمی دارد همچنین کمبود این ژن باعث بدشکلی استخوان می شود. با اینکه نقش این ژن در رشد استخوان مشخص شده است اما نقش آن در پیری استخوان ناشناخته است. پیری استخوان شامل پوکی استخوان می شود که پوکی استخوان نیز به دلیل کاهش توده ی بافت استخوانی می باشد. سلول های بنیادی مزانشیمی مغز استخوان پیش ساز سلول های استئوبلاست و سلول های چربی می باشند. مطالعات گذشته حاکی از آن است که نجات سلول های MSCs برای افزایش ظرفیت بازسازی استخوان مفید می باشد اما نقش آلکالین فسفاتاز در این روند همچنان ناشناخته می باشد. در مطالعات اخیر محققان بر روی بیان ژن آلکالین فسفاتازی متمرکز شدند که به بافت استخوانی اختصاص ندارد و در همه ی سلول های بدن به مقدار مشخصی وجود دارد و میزان بیان و فعالیت ژن آلکالین فسغاتاز بررسی گردیده است. محققان نشان داده اند پیری استخوان با کاهش بیان آلکالین فسفاتاز در مغز استحوان مرتبط می شود. محققان با استفاده از مدلی که در آن بیان ژن Alpl کاهش یافته است دریافته اند در آن ها فعالیت پروتئین آلکالین فسفاتاز تا 50 درصد کاهش یافته و دارای استخوان های نابالغ بوده که تراکم آن ها کم و دارای چربی بیشتری در ناحیه ی مغز استخوانشان بوده اند. مطالعه ی انجام گرفته نشان داده است ژن Alpl در MSCs با تنظیم حساسیت تعادل میان میزان چربی و سلول های بنیادی موجود در مغز استخوان به بلوغ استخوان ها کمک می کند. در حین مطالعه نشان داده شد هردو مسیر Alpl و AMPKα عملکرد MSCs را تنظیم می نمایند. داروی متفورمین تنظیم کننده ی میزان فعالیت مسیر AMPKα می باشد که در پزشکی به عنوان اولین خط درمان دیابت نوع 2 استفاده می گردد. امروزه علاوه بر این کارایی از آن به عنوان داروی ضد پیری نیز استفاده می نمایند زیرا با مطالعه بر روی مدل های موشی دریافته اند باعث طول عمر و بهبود وضعیت سلامت آن ها می گردد. مطالعات صورت گرفته بر روی داروی متفورمین نشان داد ظرفیت آن برای نجات و تمایز MSCs در محیط کشت آزمایشگاهی و مدل های موشی به عنوان شرایط طبیعی که در هر دو آن ها بیان ژن آلکالین فسفاتاز کاهش یافته است از سایر داروهای مورد استفاده در این زمینه مفیدتر می باشد. مخصوصا تزریق متفورمین  در حفره ی مغز استخوان موش هایی که بصورت هتروزیگوت فاقد ژن آلکالین فسفاتاز می باشند می تواند به افزایش MSCs و بلوغ سلول های استخوانی کمک کند.

در مجموع، محققان نقش ژن آلکالین فسفاتاز را در جلوگیری از روند پیری استخوان ها بوسیله ی تنظیم تغییرات در عملکرد ATP در MSCs ها دانستند. استفاده از درمان بوسیله ی متفورمین به عنوان درمانی برای پیری زودرس استخوان ها در هنگامی است که میزان بیان ژن Alpl پایین است. در آینده مطالعاتی بر روی مکانیک سلول ها انجام خواهد شد که چگونگی توان ژن Alpl بر روی تنظیم ATP و اهمیت Alpl را در سایر ارگان ها بیان می دارد.

پایان مطلب/