Уолш предположил, что бета-катенин играет роль 'выключателя' в делении предшественников нервных клеток. Повышенное выделение белка приводит к тому, что клетки продолжают делиться.
Расшифрована цепь молекулярных сигналов, от которой зависит время активного деления стволовых клеток. Воздействуя на эту цепь, можно заставить стволовые клетки делиться столько, сколько нужно.
Одна из главных проблем в лечении стволовыми клетками - их недостаточное количество. Теоретически, стволовые клетки могут заменить любую повреждённую ткань на здоровую, но их нужно много. Между тем до сих пор никому не удавалось «уговорить» эти клетки делиться столько, сколько нужно. Кажется, решить эту проблему впервые смогли учёные из
Медицинского центра Университета Рочестера(США). По крайней мере в отношении популяции стволовых клеток нервной ткани.
Астроциты (зелёные) и олигодендроциты (красные), выращенные из стволовых клеток-предшественниц (фото
wellcome images).
В нашем мозгу живёт довольно много так называемых предшественников глиальных клеток, которые дают начало разным типам клеток нейроглии. Одни из них,
олигодендроциты, формируют вокруг нейронных отростков миелиновую оболочку, без которой нейрон просто не сможет работать, другие,
астроциты, работают для нейронов и тех же олигодендроцитов кем-то вроде нянек, обеспечивая им питание и стабильные условия жизни. Со стволовыми клетками нейроглии связываются большие надежды: они могли бы, например, помочь восстановить миелиновую оболочку, повреждённую из-за
рассеянного склероза. И, казалось бы, чего проще - пересади больному эти стволовые клетки, и пусть себе размножаются.
Однако даже в лабораторных условиях не удаётся получить достаточное количество этих клеток - они слишком быстро перестают делиться, так что «пригодных к употреблению» миелинизирующих олигодендроцитов получается слишком мало. Учёным удалось преодолеть этот барьер, выведав детали сложной цепочки молекулярных взаимодействий, от которой зависит размножение стволовой клетки. Одним из ключевых игроков тут оказался белок бета-катенин, который участвует в формировании межклеточных контактов. Активность бета-катенина зависит от фермента киназы GSK3B (glycogen synthase kinase 3 beta). Киназа вешает на бета-катенин остаток фосфорной кислоты, после чего фосфорилированный белок отправляется в утиль. Однако во время интенсивного клеточного размножения белку удаётся избежать фосфорилирования, и он отправляется в ядро клетки, где включает программу деления.
Задачей учёных было так подействовать на этот механизм, чтобы клетки продолжали делиться столько, сколько нужно, однако чтобы при этом они не сорвались с цепи и не превратились в бесконтрольно делящиеся раковые клетки. В этом помог рецепторный белок, называемый фосфатазой PTPRZ1 (protein tyrosine phosphatase beta/zeta). Про этот фермент известно давно, он в больших количествах присутствует в предшественниках глиальных клеток, но его функция оставалась невыясненной. В течение шести лет исследователи пытались понять его роль в клетке и наконец-то выяснили её. PTPRZ1 работает в паре с GSK3B и помогает сортировать бета-катенины: кого - в ядро, кого - на расщепление. Также получилось найти регулятор самой фосфатазы PTPRZ1 - им оказался один из белков-плейотрофинов. Регулируя уровень плейотрофина, можно было усилить или ослабить деление стволовых клеток нейроглии.
То есть теперь наука знает, как можно со стороны подействовать на сигнальную биохимическую цепь, не нарушая её целостности, не разрывая её звеньев. Хотя эксперименты ставились только с натуральными предшественниками стволовых клеток глии человека, авторы считают, что такой же механизм сработает и с эмбриональными стволовыми клетками, и с индуцированными плюрипотентными. Если это действительно так, то в руках у врачей может оказаться мощный метод, позволяющий получать столько стволовых клеток, сколько требуется, чтобы заменить больную ткань - и даже больше.
Статья с результатами исследований готовится к выходу в Journal of Neuroscience.
Подготовлено по материалам Медицинского центра Университета Рочестера.
