Новая жизнь старой кожи
Кожа человека начинает стареть относительно рано, и этот процесс породил огромную индустрию ухода за кожей. К сожалению, большинство разрекламированных омолаживающих средств не оправдывают своих обещаний.
Несколько лет назад эксперименты по объединению сердечно-сосудистых систем двух мышей разного возраста (гетерохронный парабиоз) продемонстрировали, что молодая кровь может омолаживать различные ткани старой мыши. Несмотря на перспективные результаты, сама модель далека от идеала, поскольку она требует физического соединения двух отдельных организмов. В новом исследовании группа исследователей из Израиля попыталась по-другому реализовать принцип гетерохронного парабиоза, пересадив старую человеческую кожу молодым мышам.
Надежное омоложение
Исследователи использовали мышей с ослабленным иммунитетом, чтобы предотвратить отторжение. Их разделили на одну контрольную группу и четыре опытные: старые мыши, которым имплантировали молодую человеческую кожу (“young in old”, или YiO), старые мыши, которым приживляли старую человеческую кожу ("old in old", или OiO), молодые мыши, которым пересаживали молодую человеческую кожу ("young in young", или YiY), и молодые мыши, получившие старую человеческую кожу ("old in young", или OiY).
Исследователи обнаружили, что пересадка старой кожи молодому организму устраняет многие признаки старения кожи. В группе OiY трансплантаты показали увеличение толщины эпидермиса в 2,4 раза по сравнению с OiO. Пролиферация кератиноцитов – основного типа эпидермальных клеток – увеличилась более чем в три раза. Сравнение трансплантата OiY с кожей старых людей дало аналогичные результаты. Интересно, что эффект ослабевал по мере старения молодых мышей, и через год после трансплантации ксенотрансплантаты восстанавливали свой первоначальный старый фенотип.
Омоложение кожи также было подтверждено на молекулярном уровне. В трансплантатах OiY было обнаружено семикратное снижение уровней β-галактозидазы – основного маркера клеточного старения. Несколько других известных маркеров старения, в том числе низкий уровень SIRT-1, также были обращены вспять. Исследователи зарегистрировали почти трехкратное увеличение экспрессии филагрина – белка, который защищает внешний слой кожи от воздействия окружающей среды. Уровень коллагена XVII типа, который, как известно, защищает эпителиальные клетки от старения, также резко вырос.
Ксенотрансплантаты показали способность противостоять окислительному стрессу: например, наблюдалось заметное повышение уровня глутатионредуктазы, которая участвует в выработке мощного антиоксиданта глутатиона. И наоборот, маркеры воспаления, важной причины старения, значительно снизились.
Исследователи проверили, распространяется ли омоложение на дерму. Они обнаружили, что баланс между тонкими и толстыми коллагеновыми волокнами был восстановлен в ксенотрансплантатах OiY (толстые коллагеновые пучки уменьшаются в количестве и истончаются с возрастом). Уровень белка эластина, который снижается с возрастом, также восстановился.
Новые кровеносные сосуды
В модели OiY через четыре недели после трансплантации значительно усилился ангиогенез. Сначала исследователи предположили, что это кровеносные сосуды мыши-хозяина. Однако оказалось, что подавляющее большинство из них были человеческими кровеносными сосудами: они возникли в трансплантированной человеческой коже. Что-то в мышиной среде способствовало созданию новых капилляров внутри пересаженной человеческой кожи.
Анализ экспрессии генов выявил значительные изменения в ксенотрансплантатах OiY по сравнению со старой кожей, причем наиболее активными были гены, участвующие в ангиогенезе, особенно фактор роста эндотелия сосудов A (VEGF-A), который, как известно, уменьшается с возрастом.
Когда VEGF-A присоединяется к своему рецептору VEGFR, он увеличивает выработку VEGF-A через сложный круг положительной обратной связи. Поскольку уровни VEGF-A высоки у молодых мышей, исследователи предполагают, что мышиный VEGF-A, взаимодействуя с рецепторами человека, вызвал увеличение выработки человеческого VEGF-A в ксенотрансплантатах. Это увеличение привело к морфологическому омоложению.
Таким образом, опосредованный VEGF-A ангиогенез является ключевым фактором, способствующим омоложению ксенотрансплантатов OiY. В соответствии с этой гипотезой, блокирование VEGF-A антителами привело к почти полному исчезновению омолаживающего эффекта.
В другом эксперименте инъекция липидных наночастиц, нагруженных VEGF-A, в ксенотрансплантаты OiO привела к воспроизведению большинства изменений, которые наблюдались в ксенотрансплантатах YiO. Наконец, исследователи протестировали VEGF-A на образце человеческой кожи in vitro, которая была отделена от человеческой или мышиной среды. Даже в этих условиях лечение VEGF-A значительно улучшило различные параметры, связанные со старением.
Заключение
Таким образом, VEGF-A является фактором, необходимым и достаточным для омоложения старой кожи. Это означает, что усиление экспрессии VEGF-A может быть потенциально эффективной омолаживающей терапией.
Статья A.Keren et al. Human organ rejuvenation by VEGF-A: Lessons from the skin опубликована в журнале Science Advances.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru.