Регенерация старых мышц

Одним из многих проявлений старения является потеря мышечной массы, или саркопения, которая приводит к ограничению подвижности у пожилых людей. Чтобы побороть саркопению, исследователи из Института Солка изучили способы ускорения регенерации мышечной ткани, используя комбинацию факторов репрограммирования Яманаки (OSKM – Oct-3/4, Sox2, Klf4 и c-Myc), которые обычно используются в исследованиях стволовых клеток.

Индукция факторов Яманаки в мышечных волокнах увеличивает количество миогенных предшественников; вверху – контроль, внизу – лечение. Красным цветом окрашен маркер мышечных стволовых клеток Pax7, синим – ядра миоцитов. Источник: Институт Солка.

Комбинация факторов, используемых в этом исследовании, названы в честь нобелевского лауреата Синъя Яманаки, который с их помощью впервые в мире получил индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Факторы Яманаки контролируют копирование ДНК для последующей трансляции в белки. Ранее группа показала, что эти факторы могут омолаживать клетки и способствовать регенерации тканей in vivo, но как это происходит, не было известно.

Регенерация мышц опосредуется миогенными предшественниками, которые располагаются в нише между слоем соединительной ткани (базальная пластинка) и мышечными волокнами (миофибриллы). В исследовании группа использовала две разные мышиные модели, чтобы определить специфические для мышечных стволовых клеток изменения после экспрессии факторов Яманаки. В одной модели производилась локальная экспрессия факторов Яманаки непосредственно в миофибриллах, в другой – в клетках-предшественниках. Модели были созданы из молодых мышей, чтобы изучить влияние факторов, не зависящих от возраста.

Экспрессия факторов Яманаки в миофибриллах индуцировала активацию мышечных стволовых клеток, ускоряя регенерацию мышц у мышей за счет снижения уровня белка Wnt4, которое, в свою очередь, активирует миогенные предшественники. Напротив, экспрессия факторов Яманаки непосредственно в миогенных предшественниках не усиливала регенерацию мышц, доказывая, что Wnt4 играет ключевую роль в процессе регенерации мышц.

По мнению авторов, результаты этого исследования помогут создать новые методы лечения саркопении с помощью прямого отключения гена Wnt4 или блокирования его связывания с миогенными предшественниками. Исследователи также изучают другие способы омоложения миоцитов, в том числе с помощью мРНК и генной инженерии.

Статья C.Wang et al. In vivo partial reprogramming of myofibers promotes muscle regeneration by remodeling the stem cell niche опубликована в журнале Nature Communications.

Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Salk Institute: New study shows how to boost muscle regeneration and rebuild tissue.