Osteoporose: Protein CTDNEP1 könnte übermäßigen Knochenverlust verhindern

In einer neuen Studie haben Forscher der Tokyo University of Science, Japan, die molekulare Regulierung der Osteoklastendifferenzierung näher untersucht.

In der aktuellen Studie untersuchten die Forscher die Rolle von CTDNEP1. Prof. Tadayoshi Hayata kommentiert: „RANKL [Rezeptoraktivator des Nuklearfaktor-Kappa-β-Liganden] fungiert als ‚Beschleuniger‘ für die Differenzierung von Osteoklastenzellen. […] Wir haben herausgefunden, dass CTDNEP1 als ‘Bremse’ für die Osteoklastenzelldifferenzierung fungiert.“

Zunächst untersuchten die Forscher die Expression von CTDNEP1 in von Mäusen abstammenden Makrophagen, die mit RANKL behandelt wurden, sowie in unbehandelten Kontrollzellen. Sie stellten fest, dass die Expression von CTDNEP1 als Reaktion auf die Stimulation mit RANKL unverändert blieb. Es lokalisierte sich jedoch im Zytoplasma in granulärer Form in den Makrophagen und differenzierte sich in Osteoklasten, im Gegensatz zu seiner normalen peri-nukleären Lokalisierung in anderen Zelltypen. Das weist auf seine zytoplasmatische Funktion bei der Osteoklastendifferenzierung hin, erklären die Wissenschaftler.

„Bremsfunktion“ des Proteins

Darüber hinaus führte die Herunterregulieren der Genexpression von CTDNEP1 zu einem Anstieg der Tartrat-resistenten sauren Phosphatase-positiven (TRAP) Osteoklasten. Darüber hinaus führte die Ausschaltung von CTDNEP1 zu einem Anstieg der Expression wichtiger Differenzierungsmarker, darunter NFATC1, ein RANKL-induzierter Haupttranskriptionsfaktor für die Osteoklastendifferenzierung. Diese Ergebnisse unterstützen die „Bremsfunktion“ von CTDNEP1, die die Osteoklastendifferenzierung negativ beeinflusst. Des Weiteren führte die Herunterregulieren der Genexpression von CTDNEP1 auch zu einer erhöhten Absorption von Kalziumphosphat, was auf die unterdrückende Rolle von CTDNEP1 bei der Knochenresorption hindeutet. Während die Ausschaltung von CTDNEP1 die BMP- und TGF-β-Signalübertragung nicht veränderte, zeigten Zellen mit CTDNEP1 -Mangel erhöhte Werte an phosphorylierten (aktivierten) Proteinen, die dem RANKL-Signalweg nachgeschaltet sind.

Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die unterdrückende Wirkung von CTDNEP1 auf die Osteoklastendifferenzierung möglicherweise nicht durch BMP[knochenmorphogenetische Proteine]- und TGF[transformierender Wachstumsfaktor]-β-Signale vermittelt wird, sondern durch die negative Regulierung des RANKL-Signalwegs und der NFATC1-Proteinspiegel, betonen die Forscher.