Ученым давно известно, что кальций вымывается из костей как во время лактации, так и при некоторых видах рака. Причиной этих явлений является молекула, называемая белком, связанным с паратиреоидным гормоном (PTHrP), который выделяется молочными железами. Сигнал, который регулирует секрецию PTHrP, и где эта другая неизвестная молекула оказывает свое влияние, остается загадкой. Теперь, в новом исследовании с использованием клеток и тканей мышей, коров и людей, команда исследователей из Университета Цинциннати идентифицировала эту загадочную молекулу как серотонин, нейромедиатор, наиболее часто признаваемый за его роль в счастье и благополучии. Ученые также определили специфический рецептор, на который действует серотонин в ткани молочной железы.

Методология

Исследователи сначала исследовали лактирующих мышей с генетической мутацией, которая мешала им эффективно вырабатывать серотонин, и сравнили количество PTHrP у этих животных с таковым у кормящих нормальных, здоровых мышей. Затем они обработали серотонином клетки молочной железы мыши и коровы, чтобы выяснить, может ли он индуцировать секрецию ПТГрП. Затем они обработали линии рака молочной железы человека серотонином, чтобы выяснить, может ли нейротрансмиттер изменять экспрессию PTHrP и гена под названием Runx2, который, как известно, участвует в метастатическом раке молочной железы и потере костной массы. Наконец, они исследовали мышей, генетически модифицированных так, чтобы у них отсутствовал определенный тип рецептора серотонина, а также клетки молочной железы мыши, чтобы определить, какой рецептор серотонина может быть ответственен за влияние на секрецию ПТГрП.

Результаты

Исследователи обнаружили, что у лактирующих мышей, генетически модифицированных, чтобы они не могли эффективно вырабатывать серотонин (мутация триптофангидоксилазы 1), в их молочных железах было значительно меньше ПТГрП по сравнению с лактирующими нормальными, здоровыми мышами, что позволяет предположить, что серотонин имеет решающее значение для выработки ПТГрП. Подтверждая эти выводы, клетки молочной железы мыши и коровы, обработанные серотонином, увеличили экспрессию гена, ответственного за выработку ПТГрП, в 8 и 20 раз соответственно. Лечение трех линий клеток рака молочной железы человека серотонином увеличило экспрессию гена PTHrP в 20 раз, а также увеличило экспрессию Runx2. Хотя предыдущие исследования показали, что рецептор серотонина, известный как 5-HT7, важен для некоторых функций молочной железы, это текущее исследование предполагает, что другой рецептор, известный как 5-HT2, является мишенью, ответственной за стимулирование уровней PTHrP.

Важность результатов

Эти данные свидетельствуют о том, что серотонин представляет собой молекулу, которая регулирует выработку ПТГрП, что, в свою очередь, влияет на то, как кальций вымывается из костей во время лактации и метастазирует рак мягких тканей. Авторы предполагают, что это открытие не совсем удивительно, поскольку многие антидепрессанты, которые действуют на серотонин, имеют потерю костной массы в качестве побочного эффекта. По их словам, лучшее понимание действия серотонина может помочь исследователям разработать более эффективные способы сохранения костей, возможно, с помощью лекарств, которые воздействуют на серотониновую систему.

"Сложность передачи сигналов 5-НТ (серотонина) требует осторожных интерпретаций и проверки новых гипотез и дополнительных модельных систем. С улучшением знаний серотонинергические препараты могут предоставить новые возможности для терапевтических вмешательств ", - говорят авторы.