Исследование также показало, что Lin28a способствует восстановлению тканей отчасти за счет усиления метаболизма в митохондриях — двигателях, производящих энергию в клетках, — предполагая, что повседневная функция клеточного «домашнего хозяйства» может открыть новые возможности для разработки регенеративных методов лечения. Результаты были опубликованы в журнале Cell 7 ноября.
«Попытки улучшить заживление ран и восстановление тканей в основном не увенчались успехом, но изменение метаболизма обеспечивает новую стратегию, которая, как мы надеемся, окажется успешной», — говорит старший исследователь исследования Джордж К. Дейли, доктор медицинских наук, директор Бостонской детской программы трансплантации стволовых клеток. и следователь из Медицинского института Говарда Хьюза.«Большинство людей естественно думают, что факторы роста играют важную роль в заживлении ран, но мы обнаружили, что основной метаболизм клеток ограничивает скорость восстановления тканей», — добавляет кандидат наук Ших-Чанг Нг, соавтор книги. статья с Хао Чжу, доктором медицины, учеными из лаборатории Дейли. «Повышенная скорость метаболизма, которую мы наблюдали при реактивации Lin28a, типична для эмбрионов во время фазы их быстрого роста».
Lin28, впервые обнаруженный у червей, действует во всех сложных организмах. Его много в эмбриональных стволовых клетках, он сильно экспрессируется на ранних этапах формирования эмбриона и используется для перепрограммирования клеток кожи в стволовые клетки. Он действует, связываясь с РНК и регулируя то, как гены транслируются в белки.Чтобы лучше понять, как Lin28a способствует восстановлению тканей, исследователи систематически изучали, с какими конкретными РНК он связывается.
Первоначально они обратили внимание на крошечную РНК под названием Let-7, которая, как известно, способствует созреванию и старению клеток.«Мы были уверены, что этим механизмом будет Let-7», — говорит Ших-Чанг. «Но тут было что-то еще».
В частности, исследователи обнаружили, что Lin28a также увеличивает выработку метаболических ферментов в митохондриях, структурах, которые производят энергию для клетки. Они обнаружили, что увеличивая биоэнергетику клетки, Lin28a помогает генерировать энергию, необходимую для стимуляции и роста новых тканей.«Мы уже знаем, что накопленные дефекты митохондриального метаболизма могут привести к старению многих клеток и тканей», — говорит Ших-Чанг. «Мы показываем обратное — что усиление митохондриального метаболизма может ускорить восстановление и регенерацию тканей, возвращая замечательную способность к восстановлению у молодых животных».
Дальнейшие эксперименты показали, что обход Lin28a и прямая активация митохондриального метаболизма с помощью низкомолекулярного соединения также улучшают заживление ран. Это предполагает возможность стимулирования регенерации и ускорения восстановления тканей с помощью лекарств.«Поскольку сам Lin28 трудно ввести в клетки, тот факт, что мы смогли фармакологически активировать митохондриальный метаболизм, вселяет в нас надежду», — говорит Ших-Чанг.
Lin28A не всегда индуцировал регенерацию во всех тканях. Ткань сердца показала незначительный эффект, и хотя исследователи смогли улучшить отрастание кончиков пальцев у новорожденных мышей, они не смогли этого сделать у взрослых.
«Lin28a может быть ключевым фактором в создании лечебного коктейля, — говорит Ших-Чанг, — но есть и другие эмбриональные факторы, которые еще предстоит обнаружить».