Vyriški hormonai (androgenai), kaip rodo jų pavadinimas, atlieka svarbų vaidmenį skatinant vyriškų lytinių požymių (antrinių lytinių požymių) formavimąsi. Be to, androgenai turi anabolinį poveikį, kaip rodo jo slapyvardis, anabolinis steroidas, o androgenų vartojimas sukelia skeleto raumenų hipertrofiją.
Be to, androgenai reguliuoja genų ekspresiją viso kūno audiniuose, įskaitant griaučių raumenis, prisijungdami prie receptorių, vadinamų androgenų receptoriais (AR). Tačiau liko neaišku, į kurias skeleto raumenų ląsteles nukreipia androgenai ir kokiu veikimo mechanizmu jis reguliuoja skeleto raumenų masę.
Naujame tyrime, paskelbtame Nacionalinės mokslų akademijos darbaimokslininkai sutelkė dėmesį į mezenchiminius pirmtakus, kurie yra svarbūs skeleto raumenų palaikymui, siekdami ištirti, kaip androgenai / AR reguliuoja skeleto raumenų masę.
Komanda pirmą kartą atrado, kad AR buvo išreikštas skeleto raumenų mezenchiminiuose pirmtakuose imunofluorescenciniu dažymu. Tada jie sukūrė peles, kurioms trūksta AR būtent mezenchiminiuose pirmtakuose (pelėse mutantuose), ir stebėjo jų skeleto raumenis.
Dėl to pelių mutantų kūno svoris sumažėjo ir užpakalinių galūnių skeleto raumenų svoris sumažėjo, palyginti su kontrolinėmis pelėmis. Be to, išmatavus tarpvietės skeleto raumenų, kurie, kaip žinoma, jautrūs androgenams, svorį, 14 savaičių, 6 mėnesių ir 28 mėnesių pelių svoris žymiai sumažėjo.
Norint toliau ištirti šio sumažėjimo priežastį, iš kontrolinių ir mutantinių pelių tarpvietės skeleto raumenų buvo paimti mezenchiminiai pirmtakai ir atlikta RNR seka. Rezultatai parodė, kad pelių mutantų organizme sumažėjo į insuliną panašaus augimo faktoriaus (Igf1), baltymo, reguliuojančio skeleto raumenų masę, ekspresija.
Norint toliau ištirti šio genų ekspresijos pokyčio priežastį, iš kontrolinių ir mutantinių pelių užpakalinių galūnių skeleto raumenų buvo paimti mezenchiminiai pirmtakai ir atliktas CUT&RUN.
Rezultatai atskleidė, kad AR jungiasi prie androgenų reaguojančių sekų (ARE) prieš Igf1 geną ir reguliuoja jo ekspresiją. Galiausiai, siekiant patvirtinti, ar IGF1 sumažėjimas dėl AR trūkumo mezenchiminiuose pirmtakuose yra tiesiogiai atsakingas už tarpvietės skeleto raumenų masės sumažėjimą, IGF1 buvo sušvirkštas į mutantinių pelių tarpvietės skeleto raumenis.
Dėl to pelių mutantų, kurioms buvo suleista IGF1, tarpvietės skeleto raumenų masė nesumažėjo, palyginti su pelių mutantėmis, kurioms buvo sušvirkštas fiziologinis tirpalas.
Šie rezultatai rodo, kad androgenai reguliuoja skeleto raumenų masę, reguliuodami IGF1 ekspresiją per AR, išreikštą skeleto raumenų mezenchiminiuose pirmtakuose. Šis atradimas rodo, kad tinkamas androgenų ir IGF1 derinys gali paskatinti naujo sarkopenijos – su amžiumi susijusio skeleto raumenų svorio mažėjimo – gydymo metodą.