Изследователите идентифицират гена, отговорен за клетъчното стареене

В ново проучване, публикувано днес в списанието Стволови клетки, изследователите разкриват как са идентифицирали гена, отговорен за стареенето. Екипът от учени от Университета на Уисконсин-Мадисън са измислили молекулярните механизми, свързани с обръщането на клетъчното стареене, което е свързано със спад във функционирането и дейността на мезенхимните стволови / стромални клетки (MSC).

Механизъм на клетъчното стареене

Кредит за изображение: AlphaMed Press

Този пробив в разбирането на механизмите, участващи в такова клетъчно препрограмиране, е жизненоважен за развитието на знанията ни за стареенето на МСК и свързаните с него заболявания, както и за създаването на нови фармакологични стратегии за забавяне или обръщане на процеса на стареене.

Установяване на пътищата, свързани с стареенето и подмладяването на MSC

Американският екип продължи резултатите от предишни изследвания, които установиха пътя към подмладяване на MSC чрез клетъчно препрограмиране. Учените разработиха млад и стар клетъчен модел, които бяха генетично идентични за проучването, чиито цели бяха „да се даде представа за това как препрограмираните МСК се регулират молекулярно за подобряване на клетъчните отличителни белези на стареенето“, водещ изследовател, Ван-Джу Ли, Обяснява д-р, преподавател в катедрата по ортопедия и рехабилитация и в катедрата по биомедицинско инженерство.

MSCs са получени от човешка синовиална течност (SF-MSCs), която се намира в течността, заобикаляща лакътя, коляното и ставите. След това екипът препрограмира тези MSC индуцирани плурипотентни стволови клетки (iPSC) и след това ги превърна в MSC. Този процес ефективно подмладява MSCS и при сравняването им с неподмладените родителски MSC, изследователите отбелязват, че свързаните със застаряването дейности са значително намалени в препрограмираните MSC. Това намаляване на свързаните със стареенето дейности отразява обрат на клетъчното стареене в препрограмираните MSC.

След това изследователите анализираха клетките, за да установят дали са настъпили някакви промени в глобалната генна експресия в резултат на препрограмиране. Резултатите показаха, че протеинът GATA6, за който е известно, че е отговорен за развитието на червата, сърцето и белите дробове, се изразява по-малко в препрограмираните клетки в сравнение с контролните клетки. Въздействието на това потискане на експресията на GATA6, наблюдават изследователите, е свързано с увеличаване на активността на звуковия протеин от таралеж (SHH), протеин, който играе жизненоважна роля в ембрионалното развитие.

Установено е също, че потискането на експресията на GATA6 предизвиква активността на протеина FOXP1, който е от съществено значение за развитието на мозъка, сърцето и белите дробове. “По този начин идентифицирахме пътя GATA6 / SHH / FOXP1 като ключов механизъм, който регулира стареенето и подмладяването на MSC”, каза д-р Ли.

Революционна регенеративна медицина

Постигнатото от екипа от Университета на Уисконсин-Мадисън е от съществено значение за развитието на нашите знания за процесите, свързани с преждевременното стареене на клетките. Идентифицирането на пътя GATA6 / SHH / FOXP1 е вълнуващо развитие в тази област на изследване.

За по-нататъшно проучване на техните констатации екипът разработи анализ, за ​​да определи кой от четирите гена за препрограмиране, използвани за извличане на iPSC, известни като транскрипционни фактори на Яманака, са отговорни за потискането на GATA6 в iPSC.

За да направят това, учените измерват експресията на GATA6 в отговор на нокдауна на всеки транскрипционен фактор. Резултатите показаха, че само OCT4 и KLF4 са участвали в регулирането на активността на GATA6, което е потвърдено от предишни проучвания.

Д-р Ли обобщи значението на констатациите на своя екип, „успяхме да докажем, че SF-MSC претърпяват значителни промени в свойствата и функциите в резултат на препрограмирането на клетките. Тези промени в iPSC-MSC заедно показват подобряване на клетъчното стареене. Най-важното е, че успяхме да идентифицираме сигналния път GATA6 / SHH / FOXP1 като основен механизъм, който контролира дейностите, свързани със стареенето на клетките. ”

Констатациите на екипа ще бъдат важни за развитието на нашето разбиране за това как се наблюдава стареенето на МСК и как то е важно в болестта и регенеративната медицина.