Μελέτη του ρόλου της κυτταροκίνης RANKL σε οστεοανοσολογικές αλληλεπιδράσεις με διαγονιδιακά ζωικά μοντέλα οστικής απώλειας

作者
Μαρία Παπαδάκη
标识
DOI:10.12681/eadd/46557
摘要

Ο προσδέτης του υποδοχέα ενεργοποίησης του πυρηνικού παράγoντα-κΒ (Receptor Activator of Nuclear factor Kappa-B Ligand, RANKL), ανήκει στην TNF υπερ-οικογένεια και συνιστά τον κύριο ρυθμιστή της οστικής απώλειας. Η πρωτείνη RANKL προσδένεται και ενεργοποιεί τον υποδοχέα RANK, επάγοντας την διαφοροποίηση, ωρίμανση και επιβίωση των οστεοκλαστών, κυττάρων που ευθύνονται για την οστική απορρόφηση. Στον άνθρωπο, λειτουργικές μεταλλάξεις στο γονίδιο RANKL προκαλούν αυτοσωμική υπολειπόμενη οστεοπέτρωση (Autosomal Recessive Osteopetrosis, ARO) λόγω απουσίας οστεοκλαστών, ενώ η υπερέκφραση του RANKL εμπλέκεται σε μία πληθώρα από οστεοεκφυλιστικές ασθένειες, όπως η οστεοπόρωση και η ρευματοειδής αρθρίτιδα. Η στοχευμένη αναστολή της πρωτεΐνης RANKL, μέσω χορήγησης ενός μονοκλωνικού αντισώματος έναντι αυτής, του denosumab, μειώνει αποτελεσματικά το αυξημένο ποσοστό καταγμάτων που παρατηρείται στις εμμηνοπαυσιακές γυναίκες, αποτελώντας τη νέα θεραπευτική αντιμετώπιση της οστεοπόρωσης. Επίσης, έχει δειχθεί ότι η πρωτεΐνη RANKL επηρεάζει σημαντικά την ωρίμανση και ενεργοποίηση του ανοσοποιητικού συστήματος αφού ποντίκια ελλειματικά για το γονίδιο Rankl (Rankl KO mice) εκτός από οστεοπέτρωση εμφανίζουν υποπλασία στον θύμο, απουσία των λεμφαδένων και μείωση στον πληθυσμό των Β λεμφοκυττάρων. Ωστόσο, παραμένει ασαφές εάν η περίσσεια της πρωτεΐνης RANKL επηρεάζει τους πληθυσμούς των λεμφικών οργάνων αλλά και τις φλεγμονώδεις ασθένειες των οστών, όπως η ρευματοειδής αρθρίτιδα.Η ερευνητική ομάδα της Δρ Ε. Ντούνη, έχει δημιουργήσει στο παρελθόν δύο διαγονιδιακά πρότυπα οστεοπόρωσης (TgRANKL) που υπερπαράγουν την ανθρώπινη RANKL (huRANKL) πρωτεΐνη, το Tg5516 και το Tg5519, χρησιμοποιώντας μεθόδους γενετικής μηχανικής. Το πρώτο αποτελεί πρότυπο ήπιας οστεοπόρωσης, ενώ το το δεύτερο πρότυπο σοβαρής οστεοπόρωσης, παράγοντας την πρωτεΐνη RANKL σε χαμηλά ή σε υψηλά επίπεδα, αντίστοιχα. Η ίδια ομάδα έχει επίσης δημιουργήσει με τυχαία μεταλλαξογένεση ποντίκια τα οποία φέρουν μία λειτουργική μετάλλαξη στο γονίδιο Rankl και αποτελούν πρότυπο οστεοπέτρωσης (RANKLtles/tles). Τα ζωικά αυτά πρότυπα, αποτελούν άριστα εργαλεία για να διερευνηθεί ο ρόλος της πρωτεΐνης RANKL στο ανοσοποιητικό σύστημα αλλά και σε φλεγμονώδεις ασθένειες.Στο πλαίσιο της παρούσας διατριβής μελετήθηκε: α) εάν η υπερέκφραση του Rankl γονιδίου επηρεάζει την ωρίμανση των λευκοκυττάρων στα πρωτογενή και δευτερογενή λεμφικά όργανα, με σκοπό την κατανόηση των οστεοανοσολογικών αλληλεπιδράσεων σε συνθήκες οστεοπόρωσης, με τη χρήση των προτύπων οστεοπόρωσης (TgRANKL ποντίκια : Tg5519 και Τg5516),β) ο ρόλος της πρωτεΐνης RANKL στην φλεγμονώδη αρθρίτιδα, όπου με κατάλληλες διασταυρώσεις, επιτεύχθηκε η απενεργοποίηση του Rankl (RANKLtles/tles) ή η υπερέκφραση του huRANKL (TgRANKL) στο ΤΝF-εξαρτώμενο διαγονιδιακό πρότυπο αρθρίτιδας (TghuTNF, διαγονιδιακή σειρά ποντικιών Τg197) μελετώντας τους απογόνους (Τg197/ RANKLtles/tles, Tg197/Tg5516, Tg197/Tg5519) και τα αντίστοιχα ποντίκια ελέγχου, σε κλινικό, ιστοπαθολογικό, ανοσολογικό και οστικό επίπεδο, γ) το πρωτεϊνικό προφίλ της αρθρίτιδας που εμφανίζεται σε ποντίκια της ίδιας τοκετομάδας που υπερεκφράζουν huTNF και huRANKL (διπλά διαγονιδιακά, Tg197/Tg5519) σε σχέση με τα αρθριτικά που υπερεκφράζουν μόνο huTNF (Τg197) αλλά και τα οστεοπορωτικά που εκφράζουν μόνο huRANKL (Τg5519), προκειμένου να διερευνηθούν οι παθογενετικοί μηχανισμοί που επάγονται μέσω της υπερέκφρασης του Rankl σε φλεγμονώδεις ασθένειες.Η ανάλυση των λεμφικών οργάνων (μυελός των οστών, θύμος, σπλήνα και περιφερικό αίμα) με κυτταρομετρία ροής έδειξε σημαντικές διαφορές μεταξύ των Τg5519 και των αγρίου τύπου (Wild Type, WT) ποντικιών. Συγκεκριμένα, η ανάλυση του μυελού των οστών στα Τg5519 ποντίκια έδειξε μια σταδιακή μείωση του αριθμού των λευκοκυττάρων από τον 6o μήνα, εξαιτίας της αυξημένης λιπογένεσης στο μυελό των οστών που περιορίζει την αιμοποίηση. Επίσης, παρατηρήθηκε μια επιλεκτική αύξηση του ποσοστού των B λεμφοκυττάρων, υποδεικνύοντας μια πιθανή επιτάχυνση στην ωρίμανση τους. Στο θύμο, αν και δεν παρατηρήθηκαν διαφορές στον συνολικό αριθμό των θυμοκυττάρων, ωστόσο ο πληθυσμός των ανώριμων διπλών θετικών CD4+CD8+ κυττάρων ήταν σημαντικά μειωμένος, ενώ οι πληθυσμοί των ώριμων CD4+ και CD8+ ήταν αυξημένοι, κάτι που μπορεί να οφείλεται σε επιτάχυνση της διαδικασίας διαφοροποίησης των Τ λεμφοκυττάρων στα Tg5519 ποντίκια. Η ανάλυση του σπλήνα έδειξε σημαντική μείωση των λευκοκυττάρων στην ηλικία των 8 μηνών, ως αποτέλεσμα της μειωμένης αιμοποίησης στον μυελό των οστών. Ωστόσο, σε νεότερες ηλικίες τα Tg5519 ποντίκια παρουσιάζουν μια σημαντική αύξηση στον πληθυσμό των Β λεμφοκυττάρων στον σπλήνα, κάτι που συμφωνεί με την ανάλυση του μυελού των οστών. Στο περιφερικό αίμα παρατηρείται επίσης σημαντική μείωση των λευκοκυττάρων στους 8 μήνες. Όσον αφορά την ανοσολογική ανάλυση της διαγονιδιακής σειράς Tg5516, αντίστοιχη ανάλυση με της διαγονιδιακής σειράς Tg5519 στην ηλικία των 6 μηνών, δεν έδειξε σημαντικές διαφορές στα λευκοκύτταρα των λεμφικών ιστών σε σχέση με τα ποντίκια αγρίου τύπου, κάτι που σχετίζεται με την μικρότερη έκταση λιπογένεσης στον μυελό των οστών των Tg5516 ποντικιών. Στο δεύτερο μέρος των μελετών εξετάστηκε αν η εκφυλιστική πρόοδος της TNF-εξαρτώμενης φλεγμονώδους αρθρίτιδας, επηρεάζεται από την γενετική απενεργοποίηση ή υπερέκφραση του Rankl. Συγκεκριμένα, τα αποτελέσματα έδειξαν σημαντική ύφεση της αρθρίτιδας στο TghuTNF ποντίκι απουσία λειτουργικής RANKL πρωτεΐνης, μέσω διασταυρώσεων με τα οστεοπετρωτικά ποντίκια (TghuTNF/ RANKLtles/tles), τόσο σε κλινικό επίπεδο με την δραματική μείωση των κλινικών συμπτωμάτων της αρθρίτιδας, όσο και ιστοπαθολογικά με την σημαντική μείωση της υπερπλασίας του αρθρικού υμένα και της φλεγμονής. Επιπλέον, μολονότι φάνηκε ότι η πρωτεΐνη RANKL είναι απαραίτητη για την φυσιολογική οστική αναδόμηση αλλά και την οστική καταστροφή που επάγεται από την φλεγμονή, η υπερέκφραση του huTNF δεν διέσωσε τον RANKL-εξαρτώμενο οστεοπετρωτικό φαινότυπο, προώθησε όμως τη δημιουργία περιορισμένων οστεοκλαστών στα σημεία επαφής οστού και φλεγμονής. Τα αποτελέσματα αυτά υποδεικνύουν την ύπαρξη in vivo RANKL-ανεξάρτητων μηχανισμών οστεοκλαστογένεσης στις φλεγμονώδεις αρθρώσεις. Από την άλλη πλευρά, η υπερέκφραση huRANKL σε φλεγμονώδη TNF-εξαρτώμενη αρθρίτιδα, σε ποντίκια Τg197/Tg5519 ή Τg5516, επιτάχυνε την έναρξη της αρθρίτιδας και επιδείνωσε τον αρθριτικό φαινότυπο όπως αποδείχθηκε από εκτεταμένη υπερπλασία του αρθρικού υμένα, αύξηση του οστικού εκφυλισμού, και μαζική συσσώρευση φλεγμονωδών κυττάρων, κυρίως της μυελικής σειράς σε σύγκριση με την εμφάνιση της νόσου στα TghuTNF ποντίκια. Η ανάλυση των οστών με microCT έδειξε επίσης ότι RANKL και TNF δρουν συνεργιστικά στην οστική καταστροφή, όχι μόνο τοπικά στην περιοχή της φλεγμονώδους ποδοκνημικής άρθρωσης αλλά και συστημικά στα μηριαία οστά. H πρωτεομική ανάλυση στις φλεγμονώδεις αρθρώσεις των Tg197/Tg5519 ποντικιών με φασματομετρία μάζας έδειξε εμπλουτισμό για πρωτεΐνες που συμμετέχουν στην οστεοκλαστογένεση, σε προφλεγμονώδεις διεργασίες, στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης και στον κυτταρικό πολλαπλασιασμό, σε σχέση αυτές με των ποντικιών ελέγχου Tg197 και Τg5519. Συμπερασματικά, τα αποτελέσματά μας έδειξαν ότι η πρωτεΐνη RANKL τροποποιεί την TNF-εξαρτώμενη φλεγμονώδη αρθρίτιδα στο Tg197 πρότυπο, όχι μόνο προωθώντας την οστεοκλαστογένεση και την οστική απορρόφηση αλλά επηρεάζοντας και τη φλεγμονή και την ενεργοποίηση του ανοσοποιητικού συστήματος. Συνεπώς, είναι πιθανό μια διπλή αναστολή των πρωτεϊνών RANKL και TNF να προσφέρει καλύτερα θεραπευτικά αποτελέσματα στην Ρευματοειδή Αρθρίτιδα σε σχέση με τις υπάρχουσες θεραπείες αφού θα στόχευε ταυτόχρονα φλεγμονή και οστική καταστροφή.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
科目三应助Torrance采纳,获得10
刚刚
瘦瘦冷松发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
dde应助桌球有点蔡先生采纳,获得50
3秒前
4秒前
YT完成签到,获得积分10
5秒前
everything完成签到,获得积分10
5秒前
瑶瑶发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
赘婿应助难过的谷芹采纳,获得10
6秒前
玩命蛋挞发布了新的文献求助30
7秒前
南风完成签到,获得积分10
8秒前
Xin5599发布了新的文献求助10
9秒前
周1200发布了新的文献求助10
9秒前
瘦瘦安梦完成签到,获得积分10
10秒前
欣喜代秋应助lzh1353730567采纳,获得10
10秒前
欣喜代秋应助lzh1353730567采纳,获得10
10秒前
赵璇发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
高分子物理不会完成签到,获得积分10
15秒前
Bubblue发布了新的文献求助10
16秒前
顾矜应助huhdcid采纳,获得10
16秒前
hoyden发布了新的文献求助10
16秒前
田様应助lzh1353730567采纳,获得10
16秒前
16秒前
77发布了新的文献求助10
16秒前
李健应助lzh1353730567采纳,获得10
17秒前
无花果应助lzh1353730567采纳,获得10
17秒前
17秒前
斯文败类应助lzh1353730567采纳,获得10
17秒前
orixero应助lzh1353730567采纳,获得10
17秒前
充电宝应助lzh1353730567采纳,获得10
18秒前
桐桐应助lzh1353730567采纳,获得10
18秒前
wanci应助lzh1353730567采纳,获得10
18秒前
lhedm关注了科研通微信公众号
18秒前
顾矜应助lzh1353730567采纳,获得10
18秒前
19秒前
奋斗小猫咪完成签到 ,获得积分10
19秒前
Nole应助qfyyyyyyy采纳,获得30
20秒前
桐桐应助HJJHJH采纳,获得30
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Auslegungsgeschichte 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7660405
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9230638
关于积分的说明 19848124
捐赠科研通 7228482
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3281594
关于科研通互助平台的介绍 2441332
邀请新用户注册赠送积分活动 2282062