В работе, изданной недавно по своей природе Коммуникации, команда во главе с преподавателем Сидни Стриклендом определила группу белков, функция которых, кажется, вызывает производство мышцы.«У определенных редких стволовых клеток есть потенциал, чтобы превратиться или в жир или в мышцу, и мы нашли, что решение зависит от комплекса белка, известного как laminin», говорят первый автор Яо Яо, бывший postdoc в Лаборатории Патрисии и Джона Розенвалда Стрикленда Нейробиологии и Генетики и теперь доцента в Миннесотском университете.«Наши эксперименты у мышей предполагают, что может быть возможно разработать новые лекарства, которые, действуя на laminin путях, могли уменьшить многие симптомы мышечной дистрофии».Мускульная судьба
Мышцы составлены из миллионов плотно упакованных клеток. Даже во взрослых, эти клетки постоянно восстанавливают, чтобы возместить убытки, которые могут произойти из-за чего-либо от осуществления до травмы.
В то время как самые новые мышечные клетки получены из типа стволовой клетки, которые только производят мышцу, часть является результатом pericytes и PIC, редких групп стволовых клеток, которые могут стать или мышцей или жиром.Процессы, которые диктуют, дифференцируются ли эти стволовые клетки в мышцу или жир, были вовлечены в мышечную дистрофию, но их молекулярные подкрепления были в основном неизвестны.Используя модели мыши, исследователи ранее показали, что потеря laminin всюду по телу вызывает, по крайней мере, некоторые формы мышечной дистрофии.
Яо и его коллеги сосредоточились на роли laminin определенно в pericytes и PIC.Команда произвела напряжение мышей, которые испытали недостаток в laminin в этих стволовых клетках. «Эти мыши были значительно меньшими, чем их однопометные животные и имели серьезные дефициты мышц», говорит Яо. «Pericytes и PICs представляют небольшую часть стволовых клеток мышц, таким образом, мы были очень удивлены видеть такие драматические симптомы мышечной дистрофии».Генетический выключательЯо и Стрикленд рассуждали, что замена laminin в этих тканях могла бы помочь этим животным выздороветь.
И действительно, когда исследовательская группа ввела laminin непосредственно в мышцу мышей, они нашли, что возвратили и мышечную ткань и силу.«У мыши мы в состоянии эффективно лечить мышечную дистрофию с laminin инъекциями, но это могло быть трудно в людях», говорит Яо. Laminin составлен из трех подъединиц, которые вместе являются слишком большими, чтобы распространиться хорошо через ткань. «Пациенты потребовали бы сотен инъекций. Это просто не выполнимо», добавляет Яо.
Вместо этого ученые сосредоточили свое внимание на понимании, как laminin заставляет pericytes и PIC становиться мышцей. Исследовательская группа нашла, что влияние laminin, какие гены включены и выключены в этих клетках.
Один измененный ген в особенности выделился. «Этот ген, названный gpihbp1, найден, прежде всего, в капиллярах, где pericytes проживают, и предыдущее исследование показало, что вовлечено в жировой обмен», говорит Яо. Когда laminin удален, gpihbp1 больше не включается в pericytes и PIC.Исследователи выдвинули гипотезу, что восстановление gpihbp1 могло бы заставить стволовые клетки становиться мышечными клетками, а не жиром.
Они вынудили pericytes и PIC, недостающий laminin включить gpihbp1, и нашли, что эти клетки предпочтительно дифференцируются в мышечные клетки.Исследовательская группа теперь ищет наркотики, которые могут увеличить gpihbp1 уровни в pericytes и PIC, в надежде на решение многих симптомов этой разрушительной болезни.
«Наши данные предполагают, что gpihbp1 мог быть новой целью лечения мышечной дистрофии», объясняет Стрикленд, который является также вице-президентом по образовательным делам и деканом выпускника и исследований последипломного образования.