Роль фактора транскрипции Mkx в гомеостазе периодонтальной связки

Новое исследование Токийского медицинского и стоматологического университета (TMDU) продолжает раскрывать важность фактора транскрипции (TF) Mohawk (Mkx) для развития и поддержания периодонтальной связки (PDL).

Функция PDL и проблема её потери

PDL — это мягкая ткань между зубом и костью, которая удерживает зуб на месте. Она позволяет зубу функционировать при жевании и поглощает давление. При заболевании дёсен потеря PDL приводит к отсутствию поддержки зубов. PDL также склонна к воспалению и не восстанавливается после потери, что может стать причиной метаболических заболеваний.

Результаты исследования с помощью одноклеточного RNA-секвенирования

Исследование с использованием одноклеточного RNA-секвенирования (scRNA-Seq) показало, что Mkx играет ключевую роль в поддержании гомеостаза PDL, регулируя специфические клеточные популяции и экспрессию генов.

• У крыс с дефицитом Mkx наблюдалось усиление оссификации (окостенения) в PDL.
• Было обнаружено, что экспрессия Mkx и другого ключевого фактора транскрипции PDL — Scx — является взаимоисключающей. Это говорит о том, что клетки, экспрессирующие Mkx и Scx, локализованы в разных областях PDL и играют разные роли.
• Клетки, экспрессирующие Scx, преобладают среди популяций, производящих коллаген, тогда как клетки, экспрессирующие Mkx, найдены среди популяций, производящих окситалановые волокна и протеогликаны.

Компенсаторные механизмы и последствия дефицита Mkx

• Потеря Mkx способствует оссификации в PDL, но при этом вызывает значительное увеличение популяции клеток, экспрессирующих Scx, и снижение экспрессии генов, вовлечённых в оссификацию, в популяции клеток, экспрессирующих Mkx. Это указывает на то, что потеря Mkx запускает компенсаторные механизмы для поддержания гомеостаза PDL через Scx.
• В PDL с дефицитом Mkx (Mkx^−/−) была повышена экспрессия генов, связанных с оссификацией в мезенхимальных клетках и остеобластах, а также воспалительные реакции макрофагов. Это может приводить к гипопластическому (недоразвитому) формированию PDL.

Выводы и значение

Результаты позволяют предположить, что Mkx и Scx могут играть схожие роли в гомеостазе, поддерживая связочные свойства PDL, но действуют через разные клеточные популяции. Исследование также указывает на вовлечённость Mkx в такие патологии, как анкилоз (сращение костей) и заболевания дёсен.

Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Cell and Developmental Biology.