Новости

В норме регенерации взрослых дифференцированных человеческих клеток мешает их невозможность вернуться на стадию размножения. Такое ограничение физиологически обоснованно: снижается риск бесконтрольного деления и превращения здоровых клеток в раковые.

В своих экспериментах ученым из Медицинской школы Стэнфордского университета удалось добиться регенерации мышечных волокон лабораторных мышей, у которых была блокирована экспрессия двух опухоле-подавляющих белков.

Традиционно ученые ведут споры о том, можно ли использовать взрослые или эмбриональные стволовые клетки для регенерации тканей. Однако в своем новом исследовании ученые провели ряд экспериментов по регенрации мышечных клеток (миоцитов), которые в норме не делятся. Миоциты являются полностью дифференцированными клетками и находятся в состоянии гомеостаза — в отличие от клеток некоторых амфибий, которые способны восстанавливать поврежденные ткани, запуская цикл деления мышечных клеток.

Более раннее исследование показало, что одним из блокаторов размножения уже дифференцированных клеток является белок-супрессор опухолевого роста ретинобластомы (Rb), подавляющий процессы клеточного деления ряда видов дифференцированных мышечных клеток. Однако при блокировании экспрессии данного белка клетки не всегда возвращались к стадии размножения. Оказалось, что в процесс вовлечен другой белок-супрессор опухолевого роста — ARF. Он также не дает клетке возобновить цикл размножения.

Эволюционный генетический анализ показал, что ген, кодирующий ARF, в ходе эволюции появился у птиц и у млекопитающих, однако у амфибий его еще не было. Не удалось его обнаружить и в клетках, которые возвращаются к началу цикла при отсутствии Rb — этот процесс можно наблюдать в клетках человеческой печени, единственного органа, способного к регенерации у людей.

Ученые предположили, что люди получили белки-супрессоры опухолевого роста в ходе эволюции, утратив при этом способность к регенерации. При управляемой временной блокировке генов, кодирующих белки Rb и ARF, ученым удалось добиться деления отдельных миоцитов, выделенных из грудных мышц лабораторных мышей. При восстановлении экспрессии Rb новые клетки были способны объединяться с уже существующими мышечными волокнами. Без запуска экспрессии Rb клетки начинали бесконтрольно делиться и разрушали структуру изначальных мышечных клеток.

Таким образом, временно блокируя экспрессию двух белков, ученые смогли добиться регенерации мышечных тканей у млекопитающих. Важно то, что экспрессия должна была быть вовремя восстановлена, чтобы предотвратить трансформацию клеток в раковые ткани.

На следующем этапе ученые планируют проверить, будет ли работать разработанная ими методика на других типах клеток, например, на тканях поджелудочной железы или сердца. Если исследователям удастся добиться успеха, то медицина получит новое средство лечения различных заболеваний.

- Cell Stem Cell, doi:10.1016/j.stem.2010.05.022, 06 August 2010.

Изображение с сайта archive.seacoastonline.com.