Исследователи обнаружили редкий пример того, как тело млекопитающего лучше функционирует в пожилом возрасте. Команда из Университета Пенсильвании обнаружила, что при кожных ранах у мышей в более старшем возрасте регенерация тканей увеличивалась, а образование рубцов уменьшалось. Те же результаты были подтверждены в исследованиях тканей человека. Свои выводы опубликуют 25 сентября в журнале Cell Reports..
Организмы восстанавливают раны, используя два различных процесса: рубцевание или регенерацию тканей. Заживление раны приводит к образованию рубца. Регенерация тканей приводит к возвращению исходной архитектуры ткани и отсутствию образования рубцов. Млекопитающие обычно восстанавливают поврежденную ткань при заживлении ран. При травмировании кожи молодых мышей образовывался рубец. Команда Пенсильванского университета обнаружила, что когда кожа пожилых мышей подвергалась травмам, их кожные раны заживали без шрамов. Им удалось определить молекулярный механизм, вызывающий это возрастное изменение.
«Многие дерматологи и пластические хирурги заметили, что пожилые люди заживают свои хирургические раны с более тонкими шрамами, но почему и как это происходит, не совсем понятно», - говорит старший автор Томас Х. Леунг. «Я увидел в этом возможность изучить, как старение обычно влияет на толщину рубца. Если бы мы могли понять этот механизм, возможно, мы смогли бы применить эти принципы для регенерации кожи человека».
Чтобы определить механизм, они обратились к хорошо зарекомендовавшей себя технике парабиоза, когда двух разных мышей хирургическим путем соединяют, чтобы они имели общую систему кровообращения. После соединения кожа уха мыши была повреждена.
«Мы проводили этот эксперимент много раз и обнаружили, что пожилая мышь заживала свои раны, как молодая мышь; старая кожа также больше не регенерировала», - объясняет Леунг. «Это навело нас на мысль, что у молодой мыши есть циркулирующий фактор в крови, который способствует образованию рубцов и препятствует регенерации тканей».
Чтобы определить циркулирующий фактор, команда из Пенсильвании использовала геномные исследования для сравнения поврежденной кожи молодых и пожилых мышей. Они сосредоточились только на генах циркулирующих белков и быстро нацелились на стромальный фактор-1 (SDF1), который, как было показано ранее, играет роль в регенерации тканей кожи, легких и печени.
Чтобы доказать, что SDF1 может быть причинным фактором, они создали мышь, у которой отсутствовал SDF1 только в коже. Когда функция SDF1 в коже была устранена, даже молодые мыши начали регенерировать кожу, ведя себя в этом смысле как старые мыши..
Команда также узнала, что другой белок, EZH2, модифицирует ДНК в гене SDF1 и предотвращает активацию гена.«По мере старения мышей мы обнаружили больше EZH2 в гене SDF1», - объясняет Леунг. Используя препарат для блокирования функции EZH2 у пожилых мышей, они увидели, что у этих мышей восстановилась индукция SDF1 и они потеряли способность к регенерации кожи.
Такие же результаты были обнаружены на коже человека. Как и у мышей, повреждение кожи у молодых людей запускало выработку SDF1, а у пожилых людей оно было снижено. «Это подтверждает, что то, что мы видели у мышей, полностью повторяется у людей», - говорит Леунг. «Мы провели несколько дополнительных экспериментов, чтобы показать, что EZH2 также является причиной потери индукции SDF1 между молодой и старой кожей. В этом случае мышиная и человеческая кожа вели себя одинаково».
Леунг предполагает, что образование рубцов у молодых мышей эволюционно предпочтительнее, когда скорость преобладает над качеством. Регенерация тканей - медленный процесс, требующий месяца для регенерации повреждений кожи по сравнению с 3-5 днями для образования рубцов. «Будучи молодым животным, хотелось бы, чтобы рана зажила как можно быстрее, чтобы выжить, чтобы сражаться в другой день, поэтому вы будете терпеть несовершенное заживление для более быстрого реагирования», - говорит он.
В настоящее время исследователи планируют клинические испытания препарата плериксафор, существующего одобренного FDA ингибитора SDF1, чтобы проверить его эффективность в предотвращении образования рубцов у людей. Они надеются, что этот подход может быть полезен при многих типах повреждений тканей человека, включая генетическое заболевание буллезный эпидермолиз, чрезвычайно изнурительное заболевание с образованием пузырей или у пациентов с ожогами.