Биологи определили ген, который управляет старением "взрослых" стволовых клеток
Молекулярные биологи выяснили, что снижение активности и уменьшение численности "взрослых" стволовых клеток в организме пожилых людей оказалось связано с работой гена GATA6. Если его "включить", то они начинают стареть гораздо быстрее. Результаты исследования опубликовал научный журнал Stem Cells.
За последние 20 лет молекулярные биологи открыли несколько механизмов, с помощью которых культуры стволовых клеток можно превращать во "взрослые" ткани костей, мускулов, кожи и нервной системы. В перспективе их можно использовать как своеобразные запчасти для лечения серьезных травм или различных дегенеративных заболеваний.
К примеру, ученые уже долгое время предполагают, что подобные проблемы можно решать с помощью так называемых MSC-клеток. Это "взрослые" стволовые клетки, небольшие количества которых есть во всех человеческих органах. При этом MSC-клетки сохраняют способность превращаться во многие типы тканей.
У пожилых людей их количество и уровень активности постепенно падают. Причины этого явления ученые не знали. В ходе нового исследования молекулярный биолог Вань-Цзюй Ли из Висконсинского университета в Мэдисоне (США) и его коллеги нашли ее.
Ген "старости" стволовых клеток
Нобелевский лауреат Синья Яманака в середине XX века выяснил, что культуру почти любых "взрослых" клеток тела человека и других живых существ можно превратить в стволовые, если активировать в них четыре ключевых гена: MYC, OCT4, SOX2 и KLF4. Впоследствии эти гены назвали "факторами Яманаки". В результате подобной процедуры клетки омолаживаются и теряют свои оригинальные функции. Благодаря этому их можно превращать в заготовки любых тканей.
Как недавно выяснили американские биологи, с помощью той же процедуры можно омолаживать "взрослые" стволовые клетки, не меняя при этом их характеристик. Благодаря этому Ли и его коллеги детально изучили, как активация "факторов Яманаки" меняет работу генов и белков MSC-клеток.
Для опытов биологи извлекли MSC-клетки из синовиальной жидкости – густой массы, которая заполняет полость суставов – нескольких пожилых добровольцев. Затем ученые активировали в них факторы Яманаки.
Оказалось, что эта процедура действительно возвращала "взрослым" стволовым клеткам молодость. В результате они стали активнее делиться, вырабатывали меньше провоспалительных молекул и выполняли другие функции, которые постепенно угасают по мере их старения. Все эти положительные изменения, в свою очередь, были связаны с тем, что "перепрограммирование" клеток подавило работу гена GATA6, который связан с развитием некоторых внутренних органов тела человека.
В пользу этого, в частности, говорит то, что когда ученые подавляли этот ген с помощью коротких молекул РНК, то клетки "омолодились" похожим образом. Похожих результатов ученые добились в экспериментах на мышах, используя только два фактора Яманаки, OCT4 и KLF4.
В перспективе подобное открытие позволит омолаживать MSC-клетки пожилых людей, без риска того, что они превратятся в полноценные перепрограммированные стволовые клетки, которые могут делиться бесконтрольно. Это значительно расширит их терапевтическое применение и способность к восстановлению повреждений в тех органах, в которых они обитают, подытожили биологи.
https://vk.com/wall245366515_5491
15.04.2024 | Категория: Наука
