Сучасний погляд на молекулярно-генетичні механізми міжклітинної взаємодії у процесі кісткового ремоделювання

Abstract

Кістки не є інертними структурами всередині людського тіла; вони динамічно та з високою пластичністю реагують на екзо- та ендогенні чинники зміною свого складу, структури, характеристик міцності тощо. Цей процес скелетних змін, відомий як ремоделювання кістки, забезпечує структурну цілісність кісткової системи та метаболічно сприяє балансу кальцію і фосфору; ремоделювання спричиняє резорбцію старої або пошкодженої кістки з подальшим формуванням нового кісткового матеріалу. Кісткові морфогенетичні білки (BMP, bone morphogenetic protein) – це група морфогенетичних сигнальних факторів росту (також відомі як цитокіни), спочатку були описані як молекули, що стимулюють формування ендохондріальной кісткової тканини. Остеопротегерин (оsteoprotegerin, OPG) – представник суперродини розчинних рецепторів до фактора некрозу пухлин-α (ФНП-α) та відноситься до секреторних низькомолекулярних глікопротеїнів, трансмембранні рецептори до яких розташовані на поверхні остеобластів, імунних клітинах і попередниках остеокластів. Трансформуючий фактор росту-β1 (TGFβ1) – представник цитокінів білкової природи, який виділяється у міжклітинний матрикс клітинами кісткової тканини, а також макрофагами, та контролює життєвий цикл клітин остеоїдного ряду, а саме – їх проліферацію, клітинне диференціювання та функціональну активність. Склеростін (СКС) виробляється тільки остеоцитами, мінералізованими гіпертрофованими хондроцитами і цементоцитами (дентальними клітинами); СКС є компонентом родини глікопротеїнів DAN (differential screening-selected gene aberrant in neuroblastoma – диференційовані скринінг-селективні аберантні гени нейробластоми).

Кости не являются инертными структурами внутри человеческого тела, они динамично с высокой пластичностью реагируют на экзо- и эндогенные факторы изменением своего состава, структуры, прочностных и тому подобное. Этот процесс скелетных изменений, известный как ремоделирования кости, обеспечивает структурную целостность костной системы и метаболически способствует балансу кальция и фосфора ремоделирования, вызывает резорбцию старой или поврежденной кости с последующим формированием нового костного материала. Костные морфогенетические белки (BMP, bone morphogenetic protein) – это группа морфогенетических сигнальных факторов роста (также известные как цитокины), сначала были описаны как молекулы, стимулирующие формирование ендохондриальной костной ткани. Остеопротегерин (оsteoprotegerin, OPG) – представитель суперсемейства растворимых рецепторов к фактору некроза опухолей-α (ФНО-α) и относится к секреторным низкомолекулярным гликопротеинам, трансмембранные рецепторы к которым расположены на поверхности остеобластов, иммунных клетках и предшественниках остеокластов. Трансформирующий фактор роста- β1 (TGFβ1) – представитель цитокинов белковой природы, который выделяется в межклеточный матрикс клетками костной ткани, а также макрофагами, и контролирует жизненный цикл клеток остеоидного ряда, а именно – их пролиферацию, клеточную дифференциацию и функциональную активность. Склеростин (СКС) производится только остеоцитами, минерализованными гипертрофированными хондроцитами и цементоцитамы (дентальными клетками). СКС является компонентом семьи гликопротеинов DAN (differential screening-selected gene aberrant in neuroblastoma – дифференцированные скрининг-селективные аберрантных гены нейробластомы).

Bones are not inert structures inside the human body; they respond dynamically and with high plasticity to exo- and endogenous factors by changes of their content, structure, characteristics of solidity, etc. This process of skeletal changes known as bone remodeling provides structural integrity of the osseous system and promotes metabolic balance of calcium and phosphorus; remodeling causes resorption of the old or damaged bone followed by the formation of new osseous material. Bone morphogenetic proteins (BMP) constituting a group of morphogenetic signal growth factors (known as cytokines as well) first were described as molecules stimulating formation of the endochondrial osseous tissue. Osteoprotegerin (OPG) is a representative of the super-family of soluble factors to tumor necrosis factor-α (TNF-α) and belongs to secretory low molecular glycoproteins which trans-membrane receptors are located on the surface of osteoblasts, immune cells and precursors of osteoclasts. Transforming growth factor-β1 (TGFβ1) is a representative of cytokines protein in nature, released into the intercellular matrix by the osseous tissue cells and macrophages. It controls a life cycle of cells from the osteoid line, that is, their proliferation, cellular differentiation and functional activity. Sclerostin is produced by osteocytes, mineralized hypertrophic chondrocytes and cementocytes (dental cells) only. It belongs to the components of DAN glycoprotein family (differential screening-selected aberrant genes of neuroblastoma).