Свободные радикалы помогают регенерации тканей
Для процесса регенерации необходимы активные формы кислорода
LifeSciencesToday по материалам University of Manchester: The secrets of a tadpole's tail and the implications for human healing
Изучая процесс регенерации на примере ампутированных хвостов головастиков, ученые Манчестерского университета сделали удивительное открытие, которое может оказать серьезное влияние на дальнейшее развитие регенеративной медицины.
В отличие от млекопитающих, включая человека, лягушки и саламандры обладают удивительными регенеративными способностями. Так, чтобы вырастить новый хвост взамен утерянного, головастику нужна всего одна неделя. Профессор Энрике Амайя (Enrique Amaya) и его группа в течение нескольких лет занимаются изучением процесса регенерации в надежде в конечном итоге использовать полученную информацию для повышения регенеративных способностей организма человека.
В одном из более ранних исследований группа профессора Амайи идентифицировала гены, активирующиеся во время регенерации хвоста. Как оказалось, эти несколько генов участвуют в метаболизме и, в частности, связаны с образованием активных форм кислорода (АФК) – молекул с чрезвычайно высокой реактивностью, содержащих в своем составе кислород. Это было неожиданное открытие, так как АФК традиционно считаются веществами, повреждающими белки и нуклеиновые кислоты, то есть оказывающими на клетку отрицательное воздействие.
Ученые решили продолжить изучение этого необычного феномена, и результаты их нового исследования опубликованы в журнале Nature Cell Biology (Love et al., Amputation-induced reactive oxygen species are required for successful Xenopus tadpole tail regeneration).
При изучении роли активных форм кислорода в процессе регенерации хвоста они оценивали присутствие H2O2 (широко распространенной в клетках перекиси водорода), используя в своих экспериментах флуоресцентную визуализацию. С помощью этого метода им удалось установить, что уровни H2O2 заметно повышаются сразу после ампутации хвоста и остаются повышенными в течение всего процесса регенерации, длящегося несколько дней.
«Мы были очень удивлены такими высокими уровнями активных форм кислорода. Традиционно считается, что АФК отрицательно влияют на состояние клеток, но в этом случае они, казалось, оказывали положительное влияние», – комментирует результаты исследования профессор Амайя.
Чтобы оценить, насколько важно для процесса регенерации присутствие активных форм кислорода, ученые ограничили их образование двумя разными методами. Первый состоял в использовании химических веществ, в том числе антиоксидантов; второй – в удалении генов, ответственных за выработку АФК. В обоих случаях процесс регенерации подавлялся, и хвост не восстанавливался.
«Снижение уровней АФК сопровождалось подавлением роста и регенерации ткани. Наше исследование показывает, что активные формы кислорода важны для начала и поддержания регенеративного ответа. Кроме того, образование АФК важно для активации сигналинга Wnt, который участвует практически во всех изученных системах регенерации, включая найденные в организме человека. Учитывая, как часто нам говорят, что антиоксиданты полезны для здоровья, поразительно, что они оказывают такой отрицательный эффект на восстановление тканей», – продолжает профессор Амайя.
Исследование профессора Амайя опубликовано всего через несколько дней после статьи лауреата Нобелевской премии и одного из первооткрывателей структуры ДНК Джеймса Уотсона (James Watson), который полагает, что антиоксиданты могут быть вредны на поздних стадиях рака.
«Очень интересно, что за последнее время опубликованы две работы, предполагающие, что антиоксиданты не всегда могут быть полезны. Наши данные и результаты, полученные другими, ведут к коренному изменению понимания относительной пользы и отрицательного влияния оксидантов и антиоксидантов на здоровье человека, а также к признанию того, что окислители, такие как АФК, действительно могут играть ту или иную важную и полезную роль в заживлении и регенерации», – прокомментировал недавние открытия профессор Амайя.
Его группа планирует продолжить изучение роли активных форм кислорода в процессах заживления и регенерации на более глубоком уровне. Ученые надеются выяснить, можно ли усилить регенеративные способности человеческого организма, манипулируя уровнями АФК.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
23.01.2013