Учёные выявили ключевые молекулы-переключатели в мышечных стволовых клетках

Исследователи из Университета Цукубы внесли значительный вклад в понимание регенерации стволовых клеток скелетных мышц, пролив свет на механизмы, лежащие в основе старения и восстановления мышц.

На моделях мышей они обнаружили, что два фермента, DUSP13 и DUSP27, играют решающую роль в регуляции перехода стволовых клеток скелетных мышц от пролиферации к дифференцировке. Эти ферменты находятся под прямым контролем регулятора мышечной дифференцировки MYOD, а их отсутствие приводит к задержке регенерации мышц.

Это открытие, опубликованное в журнале Stem Cells, открывает новые пути для разработки методов лечения саркопении, характеризующейся мышечной слабостью и потерей мышечной массы.

Контекст и проблема

Для стареющего населения Японии критически важны методы предотвращения заболеваний опорно-двигательного аппарата. Скелетные мышцы, необходимые для физической активности, с возрастом ухудшаются в объёме и функции, снижая качество жизни. Чтобы противодействовать старению мышц, необходимо понять ключевую роль стволовых клеток, особенно скелетных мышечных стволовых клеток.

Механизм регенерации

В норме взрослые мышечные стволовые клетки находятся в состоянии покоя. Они активируются и размножаются в ответ на повреждение мышц для обеспечения репарации и регенерации. Задержки или нарушения в этом процессе могут нарушить восстановление мышц, ускоряя их старение.

Ход исследования

Учёные исследовали факторы, активирующие пролиферацию стволовых клеток, и те, что индуцируют переход пролиферирующих клеток к стадии дифференцировки. Используя мышей, у которых можно было различить состояние активации стволовых клеток, они проанализировали экспрессию генов в фазах покоя, пролиферации и дифференцировки.

Ключевое открытие

Анализ показал, что DUSP13 и DUSP27 действуют как молекулярные переключатели, переводя пролиферирующие мышечные стволовые клетки в стадию дифференцировки. Эти ферменты напрямую регулируются фактором MYOD. Мыши, лишённые генов этих ферментов, демонстрировали задержку регенерации мышц из-за неисправности этого переключателя дифференцировки.

Перспективы

Результаты исследования могут потенциально способствовать разработке лекарств для лечения мышечной слабости и потери мышечной массы, характерных для саркопении.