Результаты исследователей опубликованы в августовском выпуске журнала клинических исследований (JCI). В дополнение к статье, подробно описывающей исследование, в выпуске также есть статья «Перспектива первого автора» Сюйдуна Ляо, доктора философии, доцента медицины в области сердечно-сосудистой медицины Медицинской школы Университета Кейс Вестерн Резерв.«Некоторые клетки невероятно зависят от митохондрий, особенно сердца и мозга», — сказал Ляо. «Мозг тоже работает все время, даже когда мы спим, поэтому он особенно чувствителен к митохондриальной функции.
Рак также захватывает митохондриальные механизмы, чтобы стимулировать свое распространение. Таким образом, идентификация KLF4 как основного регулятора здоровья митохондрий может имеют последствия, выходящие за рамки тех, которые мы подробно описали в этой статье ".Митохондрии описываются как структуры «электростанции», потому что они превращают сахара и липиды в аденозинтрифосфат (АТФ), энергетическую валюту для всех клеток.
Количество митохондрий, их способность производить энергию, а также их восстановление и / или удаление при повреждении составляют некоторые из ключевых аспектов жизненного цикла митохондрий. Исследователи обнаружили, что KLF4 контролирует эти важные аспекты биологии митохондрий.«Несколько лет назад Сюйдун сделал наблюдение, что у мышей, у которых отсутствует KLF4 в сердце, развивается глубокая сердечная недостаточность в ответ на стресс», — сказал старший автор Мукеш Джайн, доктор медицины, председатель Эллери Седжвик-младший, выдающийся ученый и директор Case Cardiovascular Research.
Институт, Медицинский факультет Университета Кейс Вестерн Резерв. «В своем последнем исследовании он изучил механизмы, объясняющие, почему сердце так быстро отказало, и сделал захватывающее наблюдение, что KLF4 контролирует основные аспекты биологии митохондрий».Первоначальный намек на то, что KLF4 регулирует митохондриальную биологию, был получен в результате полногеномных исследований, которые выявили сильную сигнатуру контроля KLF4 митохондриальных генов.
Затем Ляо и его коллеги сравнили влияние сердечного стресса на нормальных мышей и на тех, в сердцах которых отсутствует KLF4. Нормальные мыши адаптировались к стрессу и неделями не страдали от сердечной недостаточности. Напротив, половина мышей с дефицитом KLF4 умерли от сердечной недостаточности в течение недели; у остальных наблюдалось серьезное снижение способности сердца сокращаться и перекачивать кровь.
Дальнейшее исследование выявило массивное повреждение митохондрий и снижение энергии. Отсюда исследователи показали, что KLF4 также регулирует митохондриальный биогенез (производство новых митохондрий) и митофагию (восстановление и поддержание митохондрий).«Митохондрии имеют собственный жизненный цикл, и KLF4 контролирует его», — сказал Джайн. «Все чаще встречается мнение, что митохондриальная дисфункция является основным фактором многих форм сердечной недостаточности. Сердце испытывает неослабевающую потребность в энергии, и поэтому любая митохондриальная дисфункция ухудшает способность сердца перекачивать кровь».
Помимо изучения роли митохондрий в функциях других органов и систем, исследователи также планируют поиск способов увеличения количества KLF4 в клетках, участвующих в работе сердца. «Если бы мы могли нацелить соединения на усиление KLF4 в определенных тканях, мы могли бы облегчить болезнь», — сказал Джайн.