Лягушки помогут в изучении безрубцовой регенерации

  • 19 июня, 2017
    0 Comments

    Земноводные обладают высокой способностью к регенерации утраченных частей тела. Например, тритоны и саламандры помимо хвоста и конечностей могут восстанавливать нижнюю челюсть, кишечник, сетчатку, сердце и спинной мозг. Менее ясно то, как у амфибий происходит заживление поверхностных ран. У взрослых млекопитающих при деформации дермы из подкожных тканей к месту травмы мигрируют фибробласты, формируя грануляции, в которых синтезируются коллагены. При этом на ране образуется шрам, сравнительно неэстетичный и функционально ограниченный: рубцовая ткань не содержит потовых желез и волосяных фолликул. 

    Прошлые работы показали, что антитела a-SMA, характерные для фибробластов млекопитающих, также встречаются у некоторых земноводных, например аксолотлей (Ambystoma mexicanum), восстановление кожи которых вместе с тем не предполагает рубцевания. В новой работе специалисты из Университета Тохоку и других научных учреждений изучили бластему (скопление однородных клеток на раневой поверхности) гладких шпорцевых лягушек (Xenopus laevis). Авторы использовали линии амфибий, геном которых был модифицирован таким образом, чтобы зеленый флуоресцентный белок «подсвечивал» активность энхансера prx1, в частности фактора транскрипции этого гена как биомаркера бластемы.

    Ученые удаляли фрагменты кожи размером от 0,5×1 до 1,5×2,5 миллиметра с головы, спины, передней или задней конечностей животных. В течение 24 часов такие участки зарастали эпидермисом, а спустя месяц — почти полностью, включая дерму и секреторные железы, кожа регенерировала без рубцевания. Активность энхансера prx1в клетках бластемы при этом наблюдалась, как правило, только в дерме (спустя четыре дня после травмы). Затем, чтобы проверить вклад подкожной бластемы в заживление, авторы пересаживали подопытным лягушкам кожу особей без энхансера. В этом случае активация prx1 также определяла восстановление подкожных, но не поверхностных тканей, особенно в центре ранения.

    По словам исследователей, полученные данные подтверждают способность X. laevis к регенерации поверхностных ран без возникновения шрамов и указывают на необходимость дальнейшего изучения роли prx1 в регенерации. Любопытно, что работы 20122013 годов показали, что у млекопитающих prx1 регулирует формирование нейральных стволовых клеток и эпителиально-мезенхимальный переход у эмбрионов и в опухолях. Безрубцовое заживление кожи в этом случае, вероятно, обусловливается участием гена в стволовости или миграции клеток. Помочь в прояснении механизма, а также его стимуляции у млекопитающих может полное секвенирование генома X. laevisпроведенное в 2016 году.

    Подробности работы представлены в журнале Developmental Dynamics.

    Оригинал: https://naked-science.ru/article/sci/lyagushki-podskazali-biomarker

  • Экспертная колонка

    27 марта 2017

    Термин «стволовые клетки» придумал русский ученый А.А. Максимов еще в начале прошлого века, исследуя процесс кроветворения, затем А.Я. Фриденштейн доказал наличие других, не только кроветворных стволовых клеток. С тех пор мировая наука существенно продвинулась в изучении этого вопроса.

    Сегодня известно, что стволовые клетки являются основой самоподдержания и обновления организма человека. Установлено, что они входят в состав не только костного мозга, но и соматических и висцеральных тканей нашего организма. С различной степенью регулярности эти клетки обновляются, тем самым поддерживая здоровье человека на должном уровне.

    Некоторые клетки организма обновляются раз в две недели, а другие – раз в год, третьи – не обновляются совсем (например, нейроны), однако возраст и болезни уменьшают их количество. Таким образом, резерв стволовых клеток, «перезагружающих» и «ремонтирующих» наш организм истощается. Стало очевидно, что нужно повышать их потенциал, для чего можно, например, изымать стволовые клетки из организма, приумножать их в сотни, тысячи раз и вводить обратно. Кроме того, ученые с помощью стволовых клеток научились выращивать ткани и некоторые органы.

    Однако академик считает, что это не решит проблемы, потому что благодаря развитию медицины продолжительность жизни человека растет с каждым годом. Это может приводить к тому, что будет появляться все больше пациентов, которые будут нуждаться в органах для трансплантации: сердце, почках, печени, легких.

    Решение проблемы и логичное развитие регенеративной медицины он видит не в том, чтобы искусственно вырастить орган и подсадить его человеку (своего рода «паллиативное решение проблемы»), но научиться контролировать обновление клеток и программировать эту регенерацию внутри человеческого организма.

  • Видео недели

    Ученые из клиники Майо решили изучить влияние микрогравитации на рост и биологические свойства стволовых клеток, для чего в ближайшее время будет подготовлен эксперимент по культивирования стволовых клеток человека на МКС. Спицалисты считают, что микрогравитация и невесомость могут не просто менять регенеративный потенциал стволовых клеток, но и стать новым способом более эффективного культивирования и найти свое применение в тканевой инженерии.

  • Twitter лента