Пресноводные плоские плоские черви являются популярной модельной системой в исследованиях регенерации и стволовых клеток, поскольку они способны регенерировать любую часть своего тела, даже голову, за две недели. Эта удивительная пластичность основана на наличии популяции взрослых плюрипотентных стволовых клеток, необластов, которые способны превращаться в клетки любого типа. Однако механизмы, запускающие регенерацию, остаются малоизвестными.JNK: белок, хорошо сохранившийся на протяжении всей эволюции
Исследователи UB сосредоточили свое внимание на функции белка JNK, хорошо сохранившейся киназы в эволюции многоклеточных животных. На сегодняшний день было известно, что JNK участвует в контроле клеточной пролиферации и гибели, но мало что было известно о роли, которую он играет в регенерации тканей и органов.В исследовании функции JNK были заблокированы посредством РНК-интерференции, чтобы наблюдать различия в организме, когда JNK активируется и деактивируется. Тереза ??Аделл, автор статьи, объясняет, что «в любом организме после ранения или ампутации необходимо активировать пролиферацию клеток, чтобы генерировать новые клетки, а также смерть клеток, чтобы хорошо интегрировать новые и старые ткани». «Мы, — добавляет эксперт, — только что обнаружили, что JNK имеет решающее значение для одновременного управления обоими процессами: временным контролем прохождения клеточного цикла стволовых клеток и активацией апоптоза». «Мы считаем, что контроль, который один белок осуществляет одновременно над обоими механизмами, является ключом к координации обоих ответов, поэтому регенерация развивается контролируемым образом», — заключает Аделл.
Новый фактор для создания тканей in vitroJNK также имеет решающее значение для способности планарий адаптировать свой размер в соответствии с питанием. Планарии становятся меньше, когда нет еды, и они возвращаются к своему первоначальному размеру, когда питание возобновляется.
Исследование доказывает, что JNK действует как центр поддержания пропорций тела и регулировки размеров органов. «Против потери ткани JNK модулирует экспрессию генов, индуцирует удаление ненужных клеток и контролирует деление клеток, в которых нуждаются стволовые клетки», — подчеркивает Мария Альмуедо.Эта способность регулировать как гибель клеток, так и деление стволовых клеток дает новое понимание регенеративной медицины — области, в которой одной из самых больших проблем является создание и поддержание тканей и органов in vitro для их последующей трансплантации. Эти ткани создаются из плюрипотентных стволовых клеток человека, и одна из трудностей процесса состоит в том, чтобы добиться их функциональности и пропорциональности. Регенерация и ремоделирование планарий — модель, которая позволяет решить эту проблему.
«Наше исследование доказывает, что JNK играет ключевую роль в поддержании баланса между апоптозом и пролиферацией клеток в организмах, основанных на плюрипотентных стволовых клетках, таких как планарии», — подчеркивает Эмили Сало, профессор и глава отдела генетики УБ. «Следовательно, — заключает он, — регуляция активности JNK будет еще одним фактором, который необходимо учитывать при оптимизации культур стволовых клеток и поддержании функциональных органов in vitro».Дерегуляция JNK и ракПотеря функции JNK способствует нарушению регуляции гибели и пролиферации клеток, процесса, который был связан с развитием опухоли. Новое исследование указывает на то, что связь между JNK и раком более сложная, чем раньше. «Наши результаты демонстрируют, что ингибирование активности JNK у планарий не вызывает опухоли.
Этот результат указывает на то, что роли JNK как канцерогенного агента недостаточно для развития опухоли; напротив, опухоли возникают в результате изменения нескольких сигнальных путей, которые происходят одновременно, "объясняет Тереза ??Адель. Изучение взаимосвязи между JNK и другими сигнальными путями в опухолевом процессе — одно из направлений будущих исследований исследовательской группы UB.