Поврежденные мышцы не просто умирают, они регенерируют сами
Одиночные миофибриллы выделяли из мышечной ткани в суспензионной культуре клеток. Клетки-сателлиты на миофибриллах подвергались воздействию компонентов, протекающих из поврежденных миофибрилл, в течение 72 часов путем совместного культивирования с физически поврежденными миофибриллами с использованием стеклянной пипетки (совместное культивирование). Процент активированных сателлитных клеток в группе совместного культивирования увеличился по сравнению с группой без совместного культивирования, что позволяет предположить, что сателлитные клетки были активированы DMDF. Фото: доцент Юсуке Оно

Совместные исследования Университета Кумамото и Университета Нагасаки в Японии показали, что компоненты, вытекающие из сломанных мышечных волокон, активируют «спутниковые» мышечные стволовые клетки. Пытаясь идентифицировать белки, которые активируют сателлитные клетки, они обнаружили, что метаболические ферменты, такие как GAPDH, быстро активируют спящие сателлитные клетки и ускоряют регенерацию травм мышц. Это очень рациональный и эффективный механизм регенерации, при котором поврежденная мышца сама активирует сателлитные клетки, которые начинают процесс регенерации.

Скелетные мышцы состоят из пучков сокращающихся мышечных волокон, и каждое мышечное волокно окружено клетками-сателлитами — мышечными стволовыми клетками, которые могут производить новые мышечные волокна. Благодаря работе этих сателлитных клеток мышечные волокна могут восстанавливаться даже после ушибов или разрывов во время интенсивных упражнений. Клетки-сателлиты также играют важную роль в росте мышц на стадиях развития и в гипертрофии мышц во время силовых тренировок. Однако при заболеваниях рефрактерных мышц, таких как мышечная дистрофия и возрастная хрупкость мышц (саркопения), количество и функция сателлитных клеток снижается. Поэтому важно понимать механизм регуляции сателлитных клеток в терапии регенерации мышц.

  • Поврежденные мышцы не просто умирают, они восстанавливаются сами
    В модели повреждения мышц мышей рекомбинантный белок GAPDH вводили в переднюю большеберцовую мышцу за 24 часа до того, как повреждение мышцы было вызвано инъекцией лекарственного средства (группа DMDF). Контрольной группе вводили фосфатно-солевой буферный раствор (PBS). Количество EdU-положительных клеток увеличивалось в группе DMDF по сравнению с контрольной группой, как оценивалось с помощью иммуногистохимического окрашивания мышечной ткани через 48 часов после повреждения мышцы. Фото: доцент Юсуке Оно
  • Поврежденные мышцы не просто умирают, они восстанавливаются сами
    Факторы (DMDF), вытекающие из поврежденного мышечного волокна, быстро активируют спящие сателлитные клетки, которые затем входят в подготовительную фазу для пролиферации (фаза G1). Впоследствии путем стимуляции факторов роста, продуцируемых иммунными клетками и стромальными клетками, инфильтрирующими поврежденную область, сателлитные клетки переходят в S-фазу и размножаются. Считается, что DMDF является механизмом, который активирует сателлитные клетки, обеспечивая быструю регенерацию мышц после травмы. Фото: доцент Юсуке Оно

Поскольку сателлитные клетки активируются при повреждении мышечных волокон, исследователи предположили, что повреждение мышц может вызвать активацию. Однако это трудно доказать на животных моделях мышечного повреждения, поэтому они построили модель клеточной культуры, в которой отдельные мышечные волокна, изолированные от мышечной ткани мыши, были физически повреждены и разрушены. Используя эту модель повреждения, они обнаружили, что компоненты, протекающие из поврежденных мышечных волокон, активируют сателлитные клетки, и активированные клетки входят в подготовительную фазу G1 клеточного деления. Кроме того, активированные клетки вернулись в спящее состояние, когда поврежденные компоненты были удалены, тем самым предполагая, что поврежденные компоненты действуют как переключатель активации.

Исследовательская группа назвала утечки компонентов, повреждающих факторы, производные от миофибрилл (DMDF), в честь сломанных мышечных волокон, и определила их с помощью масс-спектрометрии. Большинство идентифицированных белков были метаболическими ферментами, в том числе гликолитическими ферментами, такими как GAPDH, и ферментами отклонения мышц, которые используются в качестве биомаркеров мышечных расстройств и заболеваний. GAPDH известен как «подрабатывающий белок», который помимо своей первоначальной функции в гликолизе выполняет другие функции, такие как контроль гибели клеток и опосредование иммунного ответа. Поэтому исследователи проанализировали влияние DMDF, включая GAPDH, на активацию сателлитных клеток и подтвердили, что воздействие привело к их переходу в фазу G1. Кроме того, исследователи вводили GAPDH в скелетные мышцы мыши и наблюдали ускоренную пролиферацию сателлитных клеток после последующего повреждения мышц, вызванного лекарством. Эти результаты предполагают, что DMDF обладают способностью активировать спящие сателлитные клетки и вызывать быструю регенерацию мышц после травмы. Механизм, с помощью которого сломанная мышца активирует сателлитные клетки, является высокоэффективным и действенным механизмом регенерации тканей.

«В этом исследовании мы предложили новую модель регенерации мышечного повреждения. Однако подробный молекулярный механизм того, как DMDF активирует сателлитные клетки, остается неясной проблемой для будущих исследований. Помимо активации сателлитных клеток, ожидается, что DMDF подрабатывает чтобы быть разнообразным «, — сказал доцент Юсуке Оно, руководитель исследования. «Недавние исследования показали, что скелетные мышцы выделяют различные факторы, которые влияют на другие органы и ткани, такие как мозг и жир, в кровоток, поэтому вполне возможно, что DMDFs участвуют в связи между поврежденной мышцей и другими органами через кровообращение. Мы считаем, что дальнейшее выяснение функций DMDF могло бы прояснить патологии некоторых мышечных заболеваний и помочь в разработке новых лекарств. «/P>




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *