Почему сердечная ткань не регенерирует?
24.02.2009
3907
0
39070
Исследователи из Глэдстонского Института Сердечнососудистых Заболеваний (Gladstone Institute of Cardiovascular Disease) Калифорнийского Университета в Сан-Франциско расшифровали сложный процесс взаимодействия различных типов клеток во время образования сердца. Ранее считалось, что клетки сердечной мускулатуры (кардиомиоциты) активно делятся на этапе эмбриогенеза, но после рождения их способность пролиферировать навсегда утрачивается, и мышечные волокна растут путем гипертрофии. По какой причине это происходит, было неясно.
В последнем номере журнала Developmental Cell опубликована работа, в которой авторы показали, что причина остановки пролиферации кардиомиоцитов кроется в других клетках, всегда находящихся рядом с ними – фибробластах. Именно фибробласты генерируют молекулярные сигналы, определяющие, будут ли кардиомиоциты делиться или увеличиваться в размерах. Управление этими механизмами может позволить вызвать деление кардиомиоцитов в регенеративных целях, например, после инфаркта миокарда.
Клетка существует в трехмерном матриксе в окружении других клеток, постоянно обмениваясь с ними молекулярными сигналами. Эти межклеточные взаимодействия, активирующие внутриклеточные молекулярные системы, являются основой целостности и нормального функционирования ткани. При развитии сердца до рождения (в эмбриогенезе) клетки сердечной мышцы активно пролиферируют, формируя различные части сердца. После рождения они могут лишь увеличиваться в размерах, что не позволяет сердцу регенерировать после инфаркта и других повреждений. Ранее уже высказывались предположения о том, что сердечные фибробласты играют роль в эмбриогенезе сердца, однако ничего определенного известно не было.
Чтобы смоделировать процессы, происходящие в эмбриональном сердце, исследователи разработали новую методику совместного культивирования двух типов клеток in vitro. Наблюдая за сокультурами, ученые обнаружили, что в присутствии эмбриональных фибробластов кардиомиоциты активно делятся, в то время как фибробласты, выделенные из тканей взрослого сердца, не стимулируют деление эмбриональных фибробластов. Более того, оказалось, что фибронектин, коллаген и подобный эпидермальному ростовому фактору гепарин-связывающий белок (heparin-binding EGF-like growth factor) продуцируются исключительно эмбриональными сердечными фибробластами, и именно эти молекулы служат сигналом к делению кардиомиоцитов. Данные факторы осуществляют свое воздействие через рецептор, присутствующий на мембранах кардиомиоцитов – b1-интегрин. Исследователи подтвердили свои наблюдения, получив мышей с мутацией в гене b1-интегрина. В сердце у этих мышей наблюдалось недостаточное количество кардиомиоцитов, что приводило к истончению миокарда, нарушению функций органа и гибели плода до рождения.
«Мы обнаружили главное различие в функционировании эмбриональных и взрослых сердечных фибробластов. Эмбриональные фибробласты активируют пролиферацию миоцитов сердца, в то время как взрослые фибробласты способствуют гипертрофии кардиомиоцитов», сказал профессор Масаки Иеда (Masaki Ieda), возглавлявший работу. «Сейчас мы пытаемся найти способ вернуть взрослым фибробластам характеристики эмбриональных, чтобы индуцировать пролиферацию кардиомиоцитов во взрослом организме».
Фибробласты, пожалуй, наиболее распространенный тип клеток в организме. Они присутствуют практически во всех тканях и органах. По-видимому, их функции гораздо шире, чем предполагалось ранее, и исследователи еще только начинают понимать биологию фибробластов, их роль в эмбриогенезе и регенераторных процессах во взрослом организме.
Оригинальная статья: Masaki Ieda, Takatoshi Tsuchihashi, Kathryn N. Ivey, Robert S. Ross, Ting-Ting Hong, Robin M. Shaw, Deepak Srivastava. Cardiac Fibroblasts Regulate Myocardial Proliferation through β1 Integrin Signaling. Developmental Cell, 2009; 16 (2): 233-244 DOI: 10.1016/j.devcel.2008.12.007
По материалам:
Gladstone Institutes
В последнем номере журнала Developmental Cell опубликована работа, в которой авторы показали, что причина остановки пролиферации кардиомиоцитов кроется в других клетках, всегда находящихся рядом с ними – фибробластах. Именно фибробласты генерируют молекулярные сигналы, определяющие, будут ли кардиомиоциты делиться или увеличиваться в размерах. Управление этими механизмами может позволить вызвать деление кардиомиоцитов в регенеративных целях, например, после инфаркта миокарда.
Клетка существует в трехмерном матриксе в окружении других клеток, постоянно обмениваясь с ними молекулярными сигналами. Эти межклеточные взаимодействия, активирующие внутриклеточные молекулярные системы, являются основой целостности и нормального функционирования ткани. При развитии сердца до рождения (в эмбриогенезе) клетки сердечной мышцы активно пролиферируют, формируя различные части сердца. После рождения они могут лишь увеличиваться в размерах, что не позволяет сердцу регенерировать после инфаркта и других повреждений. Ранее уже высказывались предположения о том, что сердечные фибробласты играют роль в эмбриогенезе сердца, однако ничего определенного известно не было.
Чтобы смоделировать процессы, происходящие в эмбриональном сердце, исследователи разработали новую методику совместного культивирования двух типов клеток in vitro. Наблюдая за сокультурами, ученые обнаружили, что в присутствии эмбриональных фибробластов кардиомиоциты активно делятся, в то время как фибробласты, выделенные из тканей взрослого сердца, не стимулируют деление эмбриональных фибробластов. Более того, оказалось, что фибронектин, коллаген и подобный эпидермальному ростовому фактору гепарин-связывающий белок (heparin-binding EGF-like growth factor) продуцируются исключительно эмбриональными сердечными фибробластами, и именно эти молекулы служат сигналом к делению кардиомиоцитов. Данные факторы осуществляют свое воздействие через рецептор, присутствующий на мембранах кардиомиоцитов – b1-интегрин. Исследователи подтвердили свои наблюдения, получив мышей с мутацией в гене b1-интегрина. В сердце у этих мышей наблюдалось недостаточное количество кардиомиоцитов, что приводило к истончению миокарда, нарушению функций органа и гибели плода до рождения.
«Мы обнаружили главное различие в функционировании эмбриональных и взрослых сердечных фибробластов. Эмбриональные фибробласты активируют пролиферацию миоцитов сердца, в то время как взрослые фибробласты способствуют гипертрофии кардиомиоцитов», сказал профессор Масаки Иеда (Masaki Ieda), возглавлявший работу. «Сейчас мы пытаемся найти способ вернуть взрослым фибробластам характеристики эмбриональных, чтобы индуцировать пролиферацию кардиомиоцитов во взрослом организме».
Фибробласты, пожалуй, наиболее распространенный тип клеток в организме. Они присутствуют практически во всех тканях и органах. По-видимому, их функции гораздо шире, чем предполагалось ранее, и исследователи еще только начинают понимать биологию фибробластов, их роль в эмбриогенезе и регенераторных процессах во взрослом организме.
Оригинальная статья: Masaki Ieda, Takatoshi Tsuchihashi, Kathryn N. Ivey, Robert S. Ross, Ting-Ting Hong, Robin M. Shaw, Deepak Srivastava. Cardiac Fibroblasts Regulate Myocardial Proliferation through β1 Integrin Signaling. Developmental Cell, 2009; 16 (2): 233-244 DOI: 10.1016/j.devcel.2008.12.007
По материалам:
Gladstone Institutes
Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Последние комментарии
