Идентифицирован новый регулятор дифференцировки стволовых клеток

Ученые медицинского института имени Говарда Хьюза, работающие под руководством Элейн Фухс (Elaine Fuchs), идентифицировали ген, получивший название Tcf3, инактивация которого предотвращает превращение стволовых клеток кожи в три типа зрелых клеток: эпидермальные клетки и клетки сальных желез и волосяных фолликулов.

В настоящее время ученые очень увлечены различными манипуляциями со стволовыми клетками, способными превращаться в клетки различных тканей. Одной из нерешенных проблем на сегодняшний день остается метод сохранения состояния незрелости стволовых клеток. Возможно, обнаруженный учеными ген поможет найти ответ на этот вопрос.

Белок Tcf3 является фактором транскрипции, координирующим функционирование определенного набора генов. Ранее группа Элейн Фукс выявила активность этого гена в клетках луковиц волосяных фолликулов, считающихся прибежищем стволовых клеток. Согласно результатам работы другой исследовательской группы, сходный с Tcf3 ген Tcf4 играет важную роль в формировании тканей кишечника.

Ученые предположили, что если Tcf3 играет определенную роль в функционировании волосяных фолликулов, он также должен экспрессироваться и на клетках кожи эмбриона, практически полностью состоящей из стволовых клеток. Анализ эпидермиса мышиных эмбрионов полностью подтвердил это предположение.

С помощью генетически модифицированных мышей и ДНК-микрочиповученые составили список генов, экспрессия которых изменяется при активации гена Tcf3. Оказалось, что и в клетках фолликулов, и в клетках эмбриональной кожи Tcf3 стимулирует функционирование одних и тех же генов.

Особое внимание привлекло то, что Tcf3 подавляет активность генов семейства PPAR, ответственных за синтез факторов транскрипции, способствующих дифференцировке стволовых клеток кожи в клетки эпидермиса и сальных желез.

Самым большим сюрпризом оказалось то, что активация гена Tcf3 в клетках кожи мышиных эмбрионов предотвращает их дифференцировку сразу в трех направлениях: в эпидермальные клетки и клетки сальных желез и волосяных фолликулов. Ранее было установлено, что ген Tcf3 совместно с ко-фактором а-катехином инициирует дифференцировку стволовых клеток в клетки волосяных фолликулов, однако его способность самостоятельно предотвращать дифференцировку стволовых клеток кожи оказалось полной неожиданностью.

А-катехин стабилизируется посредством сигнального механизма Wnt, играющего ключевую роль в способности различных типов стволовых клеток, в том числе стволовых клеток кожи, к дифференцировке и созреванию. Открытие факта, что один из партнеров а-катехина - Tcf3 - может подавлять активность генов независимо от активации сигнального механизма Wnt, может сыграть важную роль в понимании функционирования транскрипционных факторов стволовых клеток. В дальнейшем исследователи планируют продолжить работу по детальному выяснению механизмов, с помощью которых белки семейства Tcf управляют протекающими в клетках процессами.