Ген, що контролює регенерацію пошкодженої м’язової тканини за допомогою дорослих стовбурових клітин.
Результати дослідження припускають, що цей "нерозпізнаний" ген може відігравати важливу роль у саркопонії, втрати м'язової маси з віком.
Команда дослідників виявила, що рівні білка, відомого як AUF1, визначають, чи пули стовбурових клітин здатні регенерувати м'язову тканину після її пошкодження або в процесі старіння у мишей. Зміни у роботі білка AUF1 також пов'язані з минулими дослідженнями м'язових захворювань людини.
Більше 30 генетичних захворювань, переважно відомих як міопатія, включають дефекти в регенераційних процесах, внаслідок чого м'язи слабшають або руйнуються. Клінічна картина та період визначення діагнозів змінюються. М'язова дистрофія Дюшенна розвивається у дитячому віці, поясно-кінцева м'язова дистрофія починається з ослаблення тазового пояса та кінцівок у період дорослішання, а саркопенія з'являється у літніх пацієнтів.
"Ця робота розкриває виникнення певних м'язових захворювань прямо всередині стовбурових клітин, і показує, що AUF1 - це життєво важливий контролер долі стовбурових клітин", - говорить Роберт Шнайдер, доктор філософії, Альберт Б. Сабін, професор мікробіології молекулярного патогенезу, глава відділу терапевтичного об'єднання в Медичний центр Лангон.
"Розвиток стовбурових клітин помітно зменшується, коли робота білка AUF1 несправна, що сприяє більш частому пошкодженню м'язів і після кожного пошкодження регенерація зазнає невдачі", - каже Шнайдер.
Позначений для руйнування
Результати дослідження крутяться навколо однієї частини генної експресії, в якій інструкції для побудови білків,закодовані у ланцюгах ДНК, зчитуються проміжною ланкою, відомим як матрична РНК (мРНК). З білків формується тіло, ензими, сигнали. Експресія певних генів, яка повинна швидко включатися або відключатися, частково контролюється шляхом цілеспрямованого руйнування їх мРНК, - цю роботу виконують білки, такі як AUF1.
Дослідники виявили, що мРНК контролює також і долю стовбурових клітин, які утворюються в людському ембріоні, діляться і проходять процес диференціації в утробі матері, поки не перетворяться на наші кістки, шкіру, м'язи та інші типи матерій. Деякі матерії підтримують певну сукупність стовбурових клітин та у зрілому віці, готових для заміни або регенерації за необхідності пошкоджених тканин.
Наслідуючи пошкоджений м'яз, м'язові стовбурові клітини отримують сигнал до відновлення пошкодженої тканини, процес, який, як з'ясували дослідники, контролюється білками AUF1. Серед цілей мРНК зчитування білка AUF1 у м'язових стовбурових клітинах, дослідники виявили ще одну функцію, яка кодує “головний регулятор” регенерації дорослих м'язів – білок, відомий як ММР9. Цей фермент руйнує інші білки, зрештою, контролюючи їх рівні експресії.
Поточні дослідження виявили, що у мишей, виведених з відсутнім геном AUF1, активність MMP9 зростала і знижувався рівень відновлення тканин, керованого стовбуровими клітинами. Відбувалося самознищення пулів стовбурових клітин, тоді як у нормальних умовах пули стовбурових клітин повинні відновлювати м'язи та руйнувати ніші, в яких розміщені м'язові стовбурові клітини, що очікують активації. У сукупності це призводило до різкого та безперервного руйнування скелетних м'язів.
Дослідники показали, щовони могли б відновити нормальне функціонування м'язових стовбурових клітин і пов'язану з цим регенерацію м'язів у мишей, позбавлених AUF1, шляхом перепрофілювання препарату, розробленого для лікування раку і блокуючого активність ММР9.
“Це потенційно відкриває нам способи лікування, які прискорюють регенерацію м'язів після їх ушкодження, або лікування певних типів м'язових дистрофій, що розвиваються у дорослому віці”, – каже Шнайдер. "Можливо, ми зможемо лікувати різні дегенеративні захворювання за допомогою збільшення рівня резидентних стовбурових клітин через націлення MMP9 навіть у клітинах з нормальним рівнем AUF1."
Джерело: NYU Langone Medical Center / New York University School of Medicine
Оригінал:Gene controls regeneration of injured muscle by adult stem cells