Исследование, проведенное учеными из Школы стоматологической медицины Пенсильванского университета и опубликованное в Journal of Cell Biology, теперь предлагает более четкое объяснение роли одного из участников процесса заживления ран, молекулы под названием FOX01. Вопреки тому, что ожидалось, FOX01 имеет решающее значение для заживления ран, предоставляя исследователям возможную новую цель для лекарств, которые могут помочь ускорить этот процесс для людей с нарушенным заживлением ран.
Старший автор Дана Грейвс — профессор кафедры пародонтологии стоматологической медицины Пенсильвании и заместитель декана по стипендиям и исследованиям. Он сотрудничал в исследовании с Бхаскаром Понуготи из Пенна, Фансин Сюй, Ченинг Чжан, Чен Тянь и Сандрой Пачио.Важным элементом заживления ран является движение кератиноцитов, первичных клеток, составляющих эпидермис или внешний слой кожи. Предыдущие исследования показали, что FOX01 экспрессируется на более высоких уровнях в ранах, но ученые не понимали, какую роль играет эта молекула.
В других сценариях, например, в раковых клетках, FOX01 способствует гибели клеток и препятствует их воспроизводству — два действия, которые могут быть вредны для заживления.Чтобы исследовать роль FOX01 в заживлении ран, Грейвс и его коллеги вывели мышей, у которых отсутствовал белок в кератиноцитах, а затем наблюдали процесс заживления ран у этих мышей по сравнению с мышами с нормальным FOX01.«Мы думали, что удаление FOX01 ускорит процесс заживления ран, — сказал Грейвс, — но на самом деле это имело противоположный эффект».Мыши, у которых отсутствовал FOX01, показали значительные задержки в заживлении.
В то время как все раны у контрольных мышей зажили через одну неделю, у всех экспериментальных мышей все еще были открытые раны.
Углубившись в это противоречивое открытие, исследователи изучили влияние снижения уровня FOX01 на другие гены, которые, как известно, играют роль в миграции клеток. Они обнаружили, что многие из этих генов были значительно снижены, особенно TGF-? 1, критический фактор роста при заживлении ран. Когда команда добавила TGF-?
1 к клеткам, лишенным FOX01, клетки вели себя нормально и продуцировали правильный набор молекул, необходимых для заживления, что указывает на то, что FOX01 действует выше TGF-? 1 в сигнальном пути, запускаемом во время процесса заживления.Дальнейшие эксперименты показали, что у мышей, лишенных FOX01, наблюдались признаки повышенного окислительного стресса, который пагубно сказывается на заживлении ран.«Среда заживления ран — это стрессовая среда для клетки», — сказал Грейвс. «Похоже, что активация FOX01 помогает защитить клетку от окислительного стресса».
Тот факт, что FOX01 ведет себя таким неожиданным образом, может быть связан со специализированным микроокружением клетки в ране, отметил Грейвс. В то время как FOX01 действительно способствует гибели клеток, когда он сильно активирован, он делает наоборот, когда он умеренно активирован. Какая деятельность он продвигает, зависит от среды, в которой он действует.
В совокупности результаты исследования демонстрируют, что FOX01 играет неотъемлемую роль в двух ключевых процессах заживления ран: активации TGF-α1 и защите клетки от окислительного повреждения. Его участие в этих аспектах исцеления делает его потенциальной мишенью для фармацевтических препаратов, которые могут помочь ускорить заживление.«Если бы у вас была небольшая молекула, которая увеличивала экспрессию FOX01, вы могли бы активировать TGF-?
1, а также защитить от окислительного стресса, связанного с заживлением ран», — сказал Грейвс.