logo

Пользовательского поиска

Tuesday 11th of December 2018

Ученые раскрыли одну из тайн тканевой регенерации

Печать E-mail
Актуальные темы - Вглубь живой материи
05.02.2011 21:46

 

 

Ученые Университета Рочестера (University of Rochester) нашли генетический переключатель, регулирующий окислительный стресс в стволовых клетках и, таким образом, управляющий их активностью.


Организм человека обладает замечательной способностью к самовосстановлению. Благодаря стволовым клеткам многие органы могут постоянно самообновляться. При повреждении какого-либо органа его стволовые клетки, как правило, активируются, производя новые клетки для регенерации ткани. Однако такая активность стволовых клеток должна находиться под постоянным и тщательным контролем, так как их гиперфункция может привести к таким заболеваниям, как рак. Современные исследования в области биологии стволовых клеток начинают выявлять регулирующие механизмы, сохраняющие баланс между эффективной регенерацией и должным контролем над стволовыми клетками. Поразительно, но становится очевидным, что в центре этой регуляции находится оксидативный стресс. Ученые Университета Рочестера определили генетический переключатель, регулирующий окислительный стресс в стволовых клетках и, таким образом, управляющий их активностью.

3

 

Профессор биологии Генрих Джаспер (Heinrich Jasper). (Фото: rochester.edu)

 


Работа была проведена биологами Генрихом Джаспером (Heinrich Jasper), Кристиной Хохмут (Christine Hochmuth) и Бенуа Бито (Benoit Biteau) и генетиком Дирком Боманном (Dirk Bohmann) из Медицинского центра Университета Рочестера. Ученые надеются получить некоторые представления о процессах, связанных со стволовыми клетками человека, изучая стволовые клетки кишечника плодовой мушки дрозофилы, имеющей генетические структуры во многом сходные с обнаруженными в человеческом геноме. Исследователи изучали функции двух генов, Nrf2 и Keap1, которые уже известны как регуляторы ответа клеток на окислительный стресс. Они были удивлены тем, что в отличие от других типов клеток, Nrf2 был активен в стволовых клетках даже в отсутствии стресса. Это открытие предполагает, что Nrf2 может играть необычную роль в контроле над активностью стволовых клеток.

Действительно, исследователи установили, что Nrf2 предотвращает деление стволовых клеток, и оно происходит, только когда функция гена Nrf2 подавлена. Вот тут и вступает в игру другой ген - Keap1.

При повреждении кишечника плодовой мушки секретируемые поврежденными клетками белки посылают сигналы, активирующие стволовые клетки. Джаспер и его коллеги установили, что, воспринимая эти сигналы, Keap1 подавляет функцию Nrf2 в стволовых клетках, делая возможным их деление и регенерацию ткани кишечника.

Интересно, что Nrf2 регулирует активность стволовых клеток, оказывая влияние на уровни активных форм кислорода (АФК). АФК - чрезвычайно реактивные молекулы, которые могут повреждать клеточные структуры при значительном повышении их концентрация. Nrf2 снижает уровни АФК в клетках – и это тот механизм, с помощью которого Nrf2 помогает определить, делятся ли у мушек стволовые клетки: деление стволовых клеток кишечника может происходить, только когда уровни АФК поднимаются, и до тех пор, пока Nrf2 выполняет свою работу, этого не происходит. Но если Keap1 подавляет Nrf2, уровни АФК повышаются, позволяя стволовым клеткам делиться и инициировать регенерацию. Таким образом, этот переключатель является важнейшим сенсором стресса, позволяющим осуществлять надлежащий контроль над активностью стволовых клеток кишечника. Исследователи установили, что при нарушении функции Nrf2, происходит вырождение всего кишечника из-за чрезмерного производства новых клеток.

Джаспер надеется, что другие ученые изучат, задействован ли этот механизм в регулирование активности стволовых клеток у мелких позвоночных и человека. «Если да, это будет стимулом к разработке новых методов лечения на основе наших открытий. И ученые, возможно, в конечном итоге узнают, как контролировать деятельность стволовых клеток, чтобы безопасно заменять поврежденные ткани у человека».

Сейчас ученые Университета Рочестера заняты дальнейшим изучением процессов, связанных с функциями Keap1 and Nrf2. «Как Keap1 узнает о том, что пришел сигнал от поврежденной ткани?», - задает вопрос Джаспер. «Мы пытаемся понять, что происходит до и после активации Keap1».

 

 

По материалам

Scientists Unlock One Mystery of Tissue Regeneration

 

Аннотация к статье Redox Regulation by Keap1 and Nrf2 Controls Intestinal Stem Cell Proliferation in Drosophila

 

2

Nrf2 - сигнал-активируемый фактор транскрипции, ранее описанный у млекопитающих, у которых он выступает посредником ответа на оксидативный стресс и канцерогены. Индуцируемые Nrf2 процессы защищают многие органы, включая желудочно-кишечный тракт и нервную систему от повреждения ксенобиотиками. Nrf2 является важной мишенью для противораковых химиопрофилактических препаратов, и Nrf2-активаторы сейчас проходят клинические испытания для оценки их терапевтической значимости. Выделение мутантных по Nrf2 и Keap1, его репрессору, дрозофил показало, что этот путь функционально сохранен у плодовых мушек. Ученые установили, что Nrf2-активирующие лекарственные препараты функциональны у дрозофил и что усиление Nrf2-сигналинга увеличивает продолжительность жизни. Согласно этим исследованиям, дрозофила может служить системой, на которой можно изучать фармакологию лекарственных препаратов с мишенью Nrf2 и функцию Nrf2-сигналинга в процессе старения.

На снимке: мухи, обработанные олтипразом (oltipraz), противораковым химиопрофилактическим препаратом, стимулирующим NRF2, отвечают усилением активности NRF2, как показано здесь с помощью зеленого флуоресцентного белка. (Фото: urmc.rochester.edu)

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday867
mod_vvisit_counterYesterday1499
mod_vvisit_counterThis week3632
mod_vvisit_counterLast week14302
mod_vvisit_counterThis month19781
mod_vvisit_counterLast month31567
mod_vvisit_counterAll days4220378

We have: 103 guests online
Your IP: 34.228.30.69
 , 
Today: Дек 11, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.