Concetti Chiave
- Le cellule mesenchimali staminali nel midollo osseo possono differenziarsi in adipociti, condrociti e osteoblasti, con un processo controllato da RUNX2 e OSTERIX.
- RUNX2 è fondamentale per il passaggio da cellule staminali mesenchimali a preosteoblasti e osteoblasti immaturi, mentre la sua soppressione porta alla maturazione in osteoblasti maturi.
- Gli osteociti regolano gli osteoblasti attraverso inibitori come la sclerostina e DKK1, che ostacolano la loro formazione.
- La via di segnalazione Wnt è influenzata dalla presenza di Wnt, che consente alla β-catenina di attivare geni cellulari, mentre la sclerostina e DKK1 la inibiscono legandosi ai corecettori.
- Quando Wnt è assente, la β-catenina è bloccata da GSK-3β, impedendo l'attivazione della via di segnalazione che favorisce la formazione degli osteoblasti.
Differenziamento delle cellule staminali
Le cellule mesenchimali staminali si trovano nel midollo osseo e possono differenziarsi in adipociti, condrociti e osteoblasti. Il differenziamento osteogenico è controllato da due master gene, RUNX2 e OSTERIX (OSX) che codificano per fattori di regolazione della trascrizione che devono essere espressi in una sequenza bene precisa (agisce prima RUNX2 e poi OSX). La RUNX2 permette il differenziamento delle cellule staminali mesenchimali in preosteoblasto; sempre in presenza di RUNX2 il preosteoblasto diviene osteoblasto immaturo, viene poi soppressa l’espressione di RUNX2 per ottenere l’osteoblasto maturo, il quale occasionalmente può diventare osteocita.
Ruolo degli osteociti e inibitori
Gli osteociti possono a loro volta controllare gli osteoblasti con la sclerostina e la DKK1, degli inibitori della formazione degli osteoblasti. Vi sono anche sostanze che inibiscono quest’azione degli osteociti come l’ormone PTH e le forze meccaniche. La sclerostina e la DKK1 sono anche degli inibitori della via di segnalazione di Wnt, in cui quanto Wnt manca la β-catenina è bloccata da GSK-3β, una chinasi che fosforila la β-catenina permettendone l’ubiquitinazione, axina, APC e da 3 gruppi fosfato. Sono poi presenti dei corecettori LRP. Se invece Wnt è presente il complesso si disassembla e la chinasi fosforila il corecettore l’LRP che si associa al recettore frizled, in questo modo la β-catenina si libera del complesso proteico e può entrare nel nucleo attivando dei geni per fornire una risposta cellulare. Il DKK1 e la sclerostina sono regolatori negativi della via di segnalazione Wnt perché si legano ai corecettori (il DKK1 a LRP5, invece la sclerostina all’LRP4) quindi non si può attivare la via, ma allo stesso tempo si possono produrre gli osteoblasti.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo dei master gene RUNX2 e OSTERIX nel differenziamento delle cellule staminali mesenchimali?
- Come influenzano gli osteociti la formazione degli osteoblasti?
- Qual è la relazione tra la via di segnalazione Wnt e la formazione degli osteoblasti?
I master gene RUNX2 e OSTERIX (OSX) controllano il differenziamento osteogenico delle cellule staminali mesenchimali, con RUNX2 che deve essere espresso prima di OSX per permettere la trasformazione in osteoblasti immaturi e successivamente in osteoblasti maturi (testo).
Gli osteociti controllano gli osteoblasti attraverso inibitori come la sclerostina e la DKK1, mentre sostanze come l'ormone PTH e le forze meccaniche possono inibire questa azione, mostrando un equilibrio complesso nella regolazione della formazione ossea (testo).
La via di segnalazione Wnt è fondamentale per la formazione degli osteoblasti; quando Wnt è presente, la β-catenina si libera e attiva geni nel nucleo, mentre inibitori come DKK1 e sclerostina bloccano questa via legandosi ai corecettori, impedendo l'attivazione della segnalazione (testo).
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