Белок TRF2 необходим стволовым клеткам мышц: без него поврежденная мышца заполняется жиром и рубцовой тканью
Исследователи Пенсильванского университета выяснили на мышах, что белок TRF2 помогает стволовым клеткам мышц сохранять свою идентичность и восстанавливать ткань. Открытие может дать новые направления в изучении мышечной дистрофии.
Исследователи из Медицинской школы Перельмана Пенсильванского университета обнаружили на лабораторных мышах, что белок TRF2 необходим для нормальной работы стволовых клеток мышц. Без него травмированная мышца не восстанавливается, а заполняется жиром и рубцовой тканью. Исследование опубликовано в журнале Science Advances и может пригодиться в будущих разработках лечения мышечной дистрофии.
Ранее TRF2 был известен главным образом тем, что защищает теломеры — защитные структуры на концах хромосом. Новые данные показывают, что он также помогает стволовым клеткам мышц сохранять генетические инструкции, определяющие их тип. Эти клетки служат резервом организма для восстановления поврежденной мышцы: обычно они неактивны, после травмы активируются и размножаются, а часть затем возвращается в состояние покоя на случай новых повреждений. В экспериментах уровень TRF2 менялся по мере перехода клеток между этими стадиями.
Что происходило у мышей без TRF2
Ученые удалили белок из стволовых клеток мышц у мышей. Сначала мышцы выглядели нормально, но со временем число функциональных стволовых клеток снижалось, и животные все хуже восстанавливали повреждения. Клетки не погибали, как ожидали исследователи, а утрачивали молекулярную идентичность. После травмы на месте здоровой мышцы образовывались жир и рубцовая ткань.
На мышиной модели миодистрофии Дюшенна — наследственного заболевания с прогрессирующей мышечной слабостью — удаление TRF2 заметно ухудшало состояние: дегенерация мышц шла быстрее, а продолжительность жизни животных была короче.
Как работает белок
TRF2 также связывается с регуляторными участками ДНК по всему геному, управляющими активностью генов. Во многих из них есть G-квадруплексы — необычные структуры ДНК, образующиеся из участков, богатых гуанином. По словам исследователей, белок взаимодействует с ними, поддерживая генную программу стволовых клеток мышц.
Старший автор работы Фотейни Мурькиоти, адъюнкт-профессор ортопедической хирургии Penn Medicine, отметила, что открытие меняет представление о роли белка. Команда теперь изучает, можно ли использовать этот механизм для новых методов лечения мышечной дистрофии, а также что он говорит о раке: скелетные мышцы отлично регенерируют, но возникающие в них опухоли встречаются сравнительно редко.
Результаты пока не означают появления нового лечения, и нужны дополнительные исследования, чтобы выяснить, применимы ли они к людям. Работу поддержали Национальные институты здравоохранения США.
