Обработка стволовых клеток — которые могут стать жировыми или костными клетками — цитохалазином D — результат был очевиден: стволовые клетки превратились в костные клетки. Кроме того, введение небольшого количества цитохалазина D в пространство костного мозга мышей вызывало формирование кости.
Это исследование, опубликованное в журнале Stem Cells, подробно описывает, как ученые изменили стволовые клетки и запустили рост костей.«И кость формируется быстро», — сказала Джанет Рубин, доктор медицины, старший автор статьи и профессор медицины Медицинской школы UNC. «Данные и изображения настолько ясны; вам не нужно быть костным биологом, чтобы увидеть, что цитохалазин D делает за одну неделю у мыши».
Рубин добавил: «Это было не то, что мы ожидали. Это не то, что мы пытались сделать в лаборатории.
Но то, что мы обнаружили, может стать отличным способом ускорить формирование местной кости. Однако это не решит проблему остеопороза. , что приводит к потере костной массы по всему скелету ".В основе открытия лежит белок под названием актин, который образует волокна, охватывающие цитоплазму клеток, для создания цитоскелета клетки.
Остеобласты имеют больше цитоскелета, чем адипоциты (жировые клетки). Буэр Сен, доктор медицины, первый автор статьи о стволовых клетках и научный сотрудник лаборатории Рубина, использовал цитохалазин D для разрушения актинового цитоскелета.
Теоретически — и согласно литературным данным — это должно было разрушить способность клетки становиться костными клетками. Клетки, в свою очередь, должны были с большей вероятностью превратиться в адипоциты.
Вместо этого Сен обнаружил, что актин доставляется в ядра стволовых клеток, где он оказывает удивительный эффект, заставляя клетки становиться остеобластами.«Моя первая реакция была:« Ни за что, Буэр », — сказал Рубин. «Это должно быть неправильно. Это противоречит всему в литературе».
Но он сказал: «Я повторил эксперименты. Вот что происходит». Команда Рубина расширила эксперименты, исследуя роль актина. Они обнаружили, что когда актин входит в ядро и остается в нем, он усиливает экспрессию генов таким образом, что клетка становится остеобластом.
«Удивительно, но мы обнаружили, что актин формирует архитектуру внутри ядра и включает генетическую программу формирования костей», — сказал Рубин. «Если мы разрушим цитоскелет, но не позволим актину проникнуть в ядро, маленькие кусочки актина просто останутся в цитоплазме, и стволовые клетки не станут костными клетками».Затем команда Рубина обратилась к мышиной модели. На живых мышах они показали, что цитохалазин D индуцирует образование костей у мышей.Формирование костей у мышей не сильно отличается от образования костей у людей, так что это исследование может быть переведено.
И хотя цитохалазин D может быть не тем агентом, который ученые используют для запуска костеобразования в клинике, исследование Рубина показывает, что запуск транспорта актина в ядра клеток может быть хорошим способом заставить мезенхимальные стволовые клетки стать костными клетками.