Стволовые клетки сдерживают себя, чтобы уменьшить рубцы

Исследователи надеются, что их открытия однажды могут быть использованы для сохранения эластичности мышц при нормальном старении и для лечения людей с такими заболеваниями, как мышечная дистрофия.«Фиброз возникает при многих дегенеративных заболеваниях, а также при нормальном старении», — сказал Томас Рандо, доктор медицинских наук, профессор неврологии и неврологии. «Он отрицательно влияет на регенерацию мышц, изменяя нишу стволовых клеток и подавляя функцию стволовых клеток.

Кроме того, по мере того, как появляется больше рубцов, мышцы становятся жесткими и не могут плавно сокращаться и расслабляться».Рандо, директор Стэнфордского центра биологии старения Гленна, является старшим автором исследования, которое будет опубликовано в Интернете 28 ноября в журнале Nature.

Ведущий автор — бывшая аспирантка Алиса Мюллер, доктор медицинских наук.Самоконтрольные стволовые клеткиИсследователи обнаружили, что стволовые клетки, встроенные в мышечные волокна, выполняют причудливую работу по экспрессии генов, чтобы надлежащим образом реагировать на травмы, болезни или старение. В частности, клетки переключаются между производством полноразмерной активной версии белка, который реагирует на внешние сигналы о делении, и более короткой неактивной версией того же белка, которая ослабляет сигнал роста и предотвращает чрезмерно восторженный ответ, который может привести к рубцевание или фиброз.

Исследователи изучали белок, называемый рецептором фактора роста тромбоцитов альфа, или PDGFR альфа, который находится на поверхности стволовых клеток, встроенных в мышцы, которые называются фибро-адипогенными предшественниками или FAP. Эти стволовые клетки отвечают за создание соединительной ткани, необходимой для развития и регенерации мышц.PDGFR альфа охватывает клеточную мембрану.

Часть вне клетки служит посадочной площадкой для внешних сигналов, которые побуждают FAP начать делиться или пролиферировать. Внутренняя часть белка передает сигнал другим белкам внутри клетки, чтобы заставить мяч катиться. Хотя для восстановления травмы необходимо некоторое распространение, чрезмерно активная реакция может привести к рубцеванию и фиброзу, которые подавляют функцию мышц. Поэтому крайне важно, чтобы клетки находили правильный баланс в своей реакции.

Исследователи обнаружили, что клетки придумали новый, неожиданный способ самоуправления. Клетки нашли способ генерировать укороченную версию белка, в которой отсутствует внутренняя часть его структуры. Эта укороченная версия висит на клеточных мембранах и изолирует сигналы роста от активной формы PDGFR. Без внутренней части белка рост не происходит.

«Мы обнаружили, что клетки активно регулируют выработку ингибирующей формы белка, что очень удивительно», — сказал Рандо. «Если они производят меньше, степень фиброза увеличивается; если они производят больше, она уменьшается».Клетки производят укороченную форму белка путем распознавания и использования определенной серии нуклеотидов в информационной РНК, которая кодирует инструкции по созданию белка PDGFR альфа. Нуклеотидный код сообщает механизму обработки РНК-мессенджера клетки создать более короткое, чем обычно, сообщение. В результате белок, который состоит из этой информационной РНК, также усекается.

Искусственно увеличивающееся, убывающее выражениеМюллер, Рандо и их коллеги использовали тип небольшой молекулы, называемой vivo-морфолино, которая может связывать и блокировать доступ к небольшим участкам информационной РНК, чтобы искусственно увеличивать или уменьшать экспрессию ингибирующей версии белка PDGFR альфа.

Они обнаружили, что увеличение количества ингибирующей версии позволяет как молодым, так и старым мышам выздоравливать от травм с меньшим фиброзом и рубцами. И наоборот, уменьшение количества увеличивало тяжесть фиброза.

«В следующий раз мы хотели бы протестировать этот подход на мышиной модели мышечной дистрофии», — сказал Рандо. «Интересно, что использованный нами vivo-морфолино похож на небольшую олигонуклеотидную терапию, которая в настоящее время проходит клинические испытания для стимуляции выработки белков, отсутствующих у пациентов с мышечной дистрофией Дюшенна. Возможно, мы могли бы также использовать этот подход для уменьшения фиброза при этом заболевании. "

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *