Как клетки дыхательных путей работают вместе при регенерации и старении

Исследователи из Центра регенеративной медицины и исследования стволовых клеток им. Эли и Эдит Брод при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе определили процесс, с помощью которого стволовые клетки в дыхательных путях легких переключаются между двумя отдельными фазами – создавая больше самих себя и производя зрелые клетки дыхательных путей – для регенерации легких. ткань после травмы.

Исследование, опубликованное в Cell Stem Cell , также проливает свет на то, как старение может вызвать нарушение регенерации легких, что может привести к раку легких и другим заболеваниям.

«В настоящее время существует несколько методов лечения, направленных на биологию заболеваний легких», – сказала доктор Бриджит Гомпертс, профессор и заместитель председателя по исследованиям детской гематологии-онкологии в Детском институте открытий и инноваций Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и старший автор статьи. «Эти результаты послужат основой для наших усилий по разработке целевой терапии для улучшения здоровья дыхательных путей».

Дыхательные пути, по которым вдыхаемый из носа и рта воздух попадает в легкие, являются первой линией защиты организма от переносимых по воздуху частиц, таких как микробы и загрязнения, которые могут вызвать болезнь.

Два типа клеток дыхательных путей играют жизненно важную роль в этом процессе: клетки слизи, которые выделяют слизь для улавливания вредных частиц, и реснитчатые клетки, которые используют свои пальцевидные выступы, чтобы подметать поглощенные слизью частицы до задней стенки глотки. где их можно очистить из легких.

Инфекционные или токсичные частицы, которыми люди вдыхают каждый день, могут повредить дыхательные пути, и когда это происходит, базальные стволовые клетки дыхательных путей , которые способны самообновляться и производить слизь и реснитчатые клетки, выстилающие дыхательные пути, активируются для восстановления повреждений.

Чтобы поддерживать правильный баланс каждого типа клеток, базальные стволовые клетки дыхательных путей должны перейти из фазы пролиферации, во время которой они производят больше самих себя, в фазу дифференцировки, во время которой они дают начало зрелым клеткам дыхательных путей.

«Эти стволовые клетки должны поддерживать действительно хрупкое равновесие», – сказал Гомпертс, который также является соруководителем программы биологии рака и стволовых клеток в Универсальном онкологическом центре UCLA Jonsson. «Они должны производить ровно необходимое количество слизи и реснитчатых клеток, чтобы не допустить попадания вредных частиц в легкие, но они также должны самовоспроизводиться, чтобы гарантировать, что стволовых клеток будет достаточно, чтобы отреагировать на следующую травму».

В новом исследовании исследователи изучали мышей с повреждениями легких , анализируя, как различные типы клеток, обнаруженные в нише – поддерживающей среде, окружающей базальные стволовые клетки дыхательных путей, – работают вместе, чтобы организовать реакцию восстановления.

Они обнаружили, что группа молекул, известная как сигнальный путь Wnt / бета-катенин, активируется, чтобы стимулировать базальные стволовые клетки дыхательных путей в ответ на повреждение. Исследователи были удивлены, обнаружив, что эта группа молекул происходит из одного типа клеток, чтобы инициировать пролиферацию, и другого типа клеток, чтобы инициировать дифференцировку.

В фазе пролиферации восстановления клетка соединительной ткани, называемая фибробластом, секретирует молекулу Wnt, которая сигнализирует стволовым клеткам о том, что пора самообновляться. На этапе дифференцировки восстановления молекула Wnt секретируется эпителиальной клеткой, которая составляет выстилку тканей и органов, чтобы дать сигнал стволовым клеткам о том, что пора производить зрелые клетки дыхательных путей.

Понимание того, как происходит регенерация в здоровых легких, является важным первым шагом к пониманию того, как может возникнуть болезнь, когда процесс идет не так. В поисках понимания того, какую роль этот процесс и клетки, которые его активируют, могут играть в развитии болезни, ученые изучили его активность на старых мышах.

«Мы были удивлены, обнаружив, что в стареющих дыхательных путях сигнальный путь Wnt / бета-катенин активен в стволовых клетках даже при отсутствии повреждений, в отличие от молодых дыхательных путей, где он активируется только при необходимости», – сказал Коди. Арос, первый автор статьи, студент-медик Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, недавно завершивший докторское исследование. «Когда этот путь активен, он стимулирует стволовые клетки производить больше самих себя и больше клеток дыхательных путей, даже если они не нужны».

Предыдущее исследование лаборатории Гомпертса установило связь между более активным путем Wnt / бета-катенин и раком легких .

«Чем больше делится клетка, тем больше вероятность того, что ошибка корректуры или мутация могут привести к раку», – сказал Гомпертс.

Новая статья основывается на этой работе, устанавливая не только то, что идет не так, но и именно то, когда что-то идет не так у здоровых в остальном людей как часть процесса старения.

«Эти результаты дают нам представление о том, какие типы клеток важны, какой путь важен и когда мы можем подумать о вмешательстве в терапию для предотвращения образования рака», – сказал Арос.

услуги нутрициологаАвтор сайта и статей: Наталья Степанова, нутрициолог-психолог, консультант по питанию и коррекции веса. Подробнее обо мне

Я в соц. сетях: Vk, Instagram.

Рейтинг
Еще статьи нутрициолога:
Adblock
detector