نقش حیاتی TAK1 در رشد عضلانی

8فوریه 2018- در میان محققانی که مکانیزم رشد و سلامت عضلات را بررسی می کنند، مفاهیم خاصی در مورد نقش پروتئین سیگنالینگ، TAK1وجود دارد.پیش از این دانشمندان معتقد بودند که پروتئین سیگنالینگTAK1، یا transforming growth factor-ß-activated kinase 1برای سلامتی عضلانی مضر است، زیرا مسیرهایی را که با تحلیل عضلات مرتبط هستند، فعال می کند. با این حال غیر فعال کردن  TAK1،سلامت را به عضلات آنطور که انتظار می رفت بر نگرداند بلکه منجر به اثر متضادی شد که آن اتلاف و تحلیل عضله بود.
پرفسورAshok Kumar، استاد و محقق برجسته ی گروه علوم تشریحی و نوروبیولوژی در دانشگاه لوئیزویل گفت: پروتئین TAK1یک مولکول بسیار مهم در بدن است و تقریبا در تنظیم تمام انواع سلول ها و بسیاری از فرآیندهای سیگنالینگ دخالت دارد و دارای نقش های فیزیولوژیکی بسیاری در بدن می باشد.اما نقشTAK1 در عضله اسکلتی تاکنون مشخص نشده است.

پرفسور Kumarو دکترSajedah M. Hindi، یکی از دانشجویان پست دکترا در گروه علوم تشریحی و نوروبیولوژی، فرض کردند که با حذفTAK1، می توانند اثرات منفی دو مسیر پایین دستی را در ارتباط با تحلیل عضلات با یک عمل کاهش دهند. آنها و سایر اعضای این تیم تحقیقاتی مجموعه ای از آزمایشات سلولی و حیوانی را برای تعیین اینکه آیا حذفTAK1،توده عضلانی و قدرت عضلات را حفظ خواهد کرد، طراحی کردند.
اولین سرنخ در مورد اهمیتTAK1 این بود که موشهایی که با دستکاری ژنتیکی فاقدTAK1  در ماهیچه های اسکلتی خود بودند، همگی در مدت کوتاهی پس از تولد فوت کردند.آنها با تغییر استراتژی خود، شروع به کار بر روی موشهای بالغ کرده و دریافتند که در موشهای بالغ، به جای افزایش توده عضلانی، کاهشTAK1 منجر به تحلیل شدید عضلات و همچنین اختلالات در میتوکندری و استرس اکسیداتیو می شود. این تغییرات با عوارضی که در عضلات افراد مبتلا به بیماری اسکلروز جانبی آمیوتروفیک(ALS)، دیابت نوع دو، سرطان و پیری دیده می شود، سازگار بود.
دکتر Hindiگفت: این نتایج با آنچه ما انتظار داشتیم متضاد بود، در سایر بافتها، داشتن مقادیر بیش از حدی ازTAK1 اثرات بدی بر جا می گذاشت و حذف آن در واقع با اثرات مثبتی همراه بود، اما در عضله ی شکمی موشهای بالغ، حذفTAK1 ، اثری منفی داشت.
تحقیقات دقیق در مورد نقشTAK1 در تنظیم توده ی عضلات اسکلتی و عملکرد میتوکندریها، در مجلهJCI Insight  منتشر شد. این تحقیق نقش حیاتیTAK1 را در سلامتی عضلات اسکلتی بالغ نشان می دهد و نتایج تحقیقات پرفسور  Kumarو دکتر Hindiو پرفسور Yuji Ogura، از ژاپن که در سال 2015  ، در مجله یCommunications Communications  منتشر شده بود را تایید نمود. در آن مقاله مشخص گردید که وجودTAK1  برایتکثیرو زنده ماندن سلول های عضلانی بالغ و برای بازسازی عضله اسکلتی بالغ پس از آسیب، مورد نیاز است.

آن تحقیق همچنین نشان داد که با کاهشTAK1 ، سلول های بنیادی ماهواره ای(satellite stem cells) خود را به شدت قبل تجدید نمی کنند و در نهایت بسیاری از آنها می میرند.در عوض، هنگامی که سیگنال تنظیم شده توسطTAK1 افزایش می یابد، رشد سلول های بنیادی ماهواره ای شکوفا می شود.
پرفسور کومار معتقد است که این درک از نقش اساسیTAK1 در سلامت عضلانی می تواند منجر به توسعه ی درمان هایی برای حفظ توده عضلانی در سالمندان و افراد مبتلا به بیماری های عضلانی مانند دیستروفی عضلانی، سرطان، دیابت نوعدووALS شود.
کومار گفت: این یک کشف بسیار اساسی از چیزی است که پیش از این محققان در مورد این مسیر تصور اشتباهی داشتند. این پروتئین برای نگهداری و حفظ عضلات بسیار مهم است. سوال بعدی این است که آیا این مکانیسم مسئول تحلیل توده عضلانی در تمام این بیماری ها می باشد یا خیر؟ رویکرد کنونی ما بازگردندان این پروتئین به بدن است،اگر ما این مولکول را به عضله برگردانیم یا داروهایی بسازیم که این مولکول را فعال کنند، آیا می توانیم توده عضلانی را بهبود بخشیم، و یا آن را حفظ کنیم؟

منبع و سایت خبر:

JCI Insight, 2018; 3 (3) DOI: 10.1172/jci.insight.98441

www.sciencedaily.com/releases/2018/02/180208104236.htm