Остеопороз – это заболевание, проявляющееся высокой ломкостью костей из-за снижения массы и качества костной ткани. 
Одной из основных причин его развития является старение и, по оценкам специалистов, в мире от остеопороза страдает около 200 миллионов человек. Перелом шейки бедра, соединяющей бедренную кость и тазобедренный сустав, или позвонка может лишить пациента способности передвигаться самостоятельно, что увеличивает потребность в уходе, снижает качество жизни и повышает смертность.
Кость представляет собой живую ткань, непрерывно разрушающуюся (резорбция кости) и восстанавливающуюся (формирование кости) с очень небольшой скоростью. В случае нарушения этого равновесия и его сдвига в сторону резорбции происходит снижение плотности костной ткани, что может приводить к развитию остеопороза. На сегодняшний день для лечения этого заболевания используется несколько препаратов, однако средств для усиления формирования кости намного меньше, чем средств для подавления ее резорбции. Поэтому разработка лекарственных препаратов, способствующих регенерации костной ткани, является актуальной задачей.
Сиртуины – это семейство ферментов, которым принадлежат важные роли в регулировании процесса старения, реакций на стресс, различных аспектов метаболизма и ряда других функций организма. В организме млекопитающих синтезируется несколько типов сиртуинов, от SIRT1 до SIRT7. Несмотря на то, что есть данные о вовлеченности SIRT7 в развитие рака и метаболизма липидов, о его участии в формировании костной ткани и старении кости до сих пор не было известно.
Исследование на мышах, недавно проведенное японскими учеными из университета Кумамото, работающими под руководством доктора Татсуи Йошизава (Tatsuya Yoshizaw), показало, что отсутствие гена SIRT7 вызывает снижение массы костной ткани. При проведении морфометрии костной ткани было установлено, что это обусловлено подавлением процесса формирования кости и уменьшением количества остеобластов (формирующих кость клеток). Более того, аналогичные результаты были получены в экспериментах на мышах, не имеющих SIRT7 только в остеобластах.
Снижение активности процесса формирования костной ткани характерно для остеопороза, а лежащий в его основе механизм до конца не изучен. Для прояснения этого вопроса авторы сравнили экспрессию сиртуинов (SIRT1, 6 и 7) на клетках скелетной мускулатуры молодых и старых мышей и установили, что уровень экспрессии SIRT7 снижается с возрастом. Они предположили, что это снижение может быть ассоциировано с подавлением остеогенеза и являться причиной развития остеопороза.
На следующем этапе исследования авторы культивировали остеобласты со сниженной экспрессией SIRT7. Они продемонстрировали, что формирование костеподобной массы (кальцифицированного узла) в этом случае происходило значительно хуже, чем при культивировании нормальных остеобластов. Помимо этого, экспрессия генов, свидетельствующих о дифференцировке остеобластов, также была снижена. Это наблюдение свидетельствует о регулирующей роли SIRT7 в дифференцировке остеобластов.
В поисках механизма, за счет которого экспрессируемый остеобластами SIRT7 положительно регулирует дифференцировку этих клеток, исследователи проанализировали активность фактора транскрипции (также известного как Osterix), индуцирующего дифференцировку пре-остеобластов в зрелые остеобласты и остеоциты. Как и ожидалось, она была значительно снижена в остеобластах, не имеющих гена SIRT7.
Авторы также установили, SIRT7 усиливает активность фактора транскрипции SP7/Osterix путем его химической модификации (деацетилирования 368-го лизинового остатка). Более того, им удалось восстановить способность не имеющих SIRT7 остеобластов формировать кальцифицированный узел путем внедрения внутрь клеток мутантной формы SP7/Osterix с деацетилированным 368-м лизиновым остатком.
Исследователи уверены, что в условиях недостаточной активности SIRT7, например, в стареющем организме, процесс формирования и дифференцировки остеобластов нарушен за счет низкой активности фактора транскрипции SP7/Osterix. Они считают, что такой сниженный остеогенез ассоциирован с остеопорозом, поэтому регуляторный механизм SIRT7-SP7/Osterix является потенциально мишенью для новых терапевтических агентов, предназначенных для лечения неполноценного остеогенеза и остеопороза.
Статья Fukuda, M. et al. SIRT7 has a critical role in bone formation by regulating lysine acylation of SP7/Osterix опубликована в журнале Nature Communications.
Евгения Рябцева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Kumamoto University: Breaking osteoporosis: New mechanism activates bone-building cells.
