МикроРНК возвращает миокарду способность к регенерации
Недавние исследования продемонстрировали способность кардиомиоцитов взрослых млекопитающих к пролиферации. Однако, к сожалению, эта способность выражена очень слабо и ее недостаточно для восстановления повреждений сердечной мышцы, в том числе развивающихся в результате инфаркта миокарда.
Исследователи университета Пенсильвании, работающие под руководством профессора Эда Морриси (Ed Morrisey), установили, что микроРНК, которым принадлежит важная роль в процессе пролиферации кардиомиоцитов на этапе развития организма, способны индуцировать пролиферацию этих клеток в сердце взрослого человека. (О разработанной в лаборатории Морриси технологии применения микроРНК см. в статье «Новый метод получения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток»).
МикроРНК не участвуют в синтезе белков. Их функция заключается в подавлении экспрессии генов посредством связывания и запуска процесса расщепления информационных РНК (иРНК), кодирующих последовательность белковых молекул.
Авторы обнаружили, что утрата кластера микроРНК, известного как miR302-367, ведет к снижению пролиферации кардиомицитов в процессе развития мышиного эмбриона. Во взрослом сердце повышенная экспрессия этого кластера микроРНК, напротив, ведет к реактивации процесса пролиферации не делящихся в нормальном состоянии кардиомицитов.
Отчасти эта реактивация обусловлена репрессией сигнального механизма Hippo, регулирующего процесс пролиферации кардиомиоцитов и определяющего размер формирующегося органа. Активация этого механизма обычно подавляет пролиферацию клеток. МикроРНК кластера miR302-367 воздействуют на три основных киназных компонента Hippo, что снижает его активность, позволяя кардиомиоцитам возобновить деление и запустить регенерацию ткани. По словам профессора Морриси, в данном случае речь идет о репрессии репрессора.
Кардиомиоцит взрослого организма возобновил свой клеточный цикл
в результате возобновления экспрессии miR302-367.
В экспериментах на взрослых мышах с моделированным инфарктом миокарда восстановленная с помощью генетических методов экспрессия кластера miR302-367 обусловливала реактивацию пролиферации кардиомиоцитов, уменьшая количество формирующейся в зоне повреждения рубцовой ткани. У этих же животных регистрировалось увеличение количества кардиомиоцитов.
Однако продолжительная экспрессия кластера miR302-367 в течение нескольких месяцев приводила к дедифференцировке и снижению функциональности кардиомиоцитов мышей. На основании этого наблюдения исследователи предположили, что дедифференцировка необходима для восстановления способности кардиомиоцитов к делению, однако со временем она ухудшает их сократительную способность.
Как показали последующие эксперименты, этого можно избежать путем введения животным искусственных короткоживущих аналогов микроРНК. Ежедневное введение таких микроРНК в течение семи дней после инфаркта миокарда обеспечивало получение желаемого эффекта: подавляло формирование рубцовой ткани и улучшало функционирование поврежденного миокарда. При этом у животных не наблюдалось прогрессивного угасания сердечной функции, характерного для генетических моделей повышенной экспрессии кластера miR302-367.
На следующем этапе работы авторы планируют разработать систему для прицельной доставки микроРНК в ткань сердца и протестировать экспериментальный подход на более крупных животных моделях.
Статья Ying Tian et al. A microRNA-Hippo pathway that promotes cardiomyocyte proliferation and cardiac regeneration in mice опубликована в журнале Science Translational Medicine.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам University of Pennsylvania:
Penn Researchers Describe New Approach to Promote Regeneration of Heart Tissue.
23.03.2015