Найдены гены, участвующие в регенерации нервной ткани у аксолотлей и людей

Ученые Морской биологической лаборатории Университета Чикаго выяснили, какие гены способствуют регенерации нервной трубки у аксолотля — личинки хвостатого земноводного из семейства амбистомовых. Полученные результаты могут помочь в разработке новых методик лечения спинномозговых травм человека. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications Biology.

«Аксолотли — чемпионы регенерации. Они могут восстанавливать даже сложноорганизованные части тела. Например, если повредить их хорду, она полностью регенерирует, — сообщает автор работы Карен Эчиверри из Центра регенеративной биологии и тканевой инженерии. — Мы хотим понять, какие отличия есть на молекулярном уровне: что способствует именно регенерации, а не образованию рубцовой ткани». Понимание механизма регенерации таких сложноорганизованных тканей, как нервная, имеет огромный потенциал не только в регенеративной медицине, но и в лечении различных поражений нервной системы.

Ранее уже было известно, что личинки саламандр — аксолотли — могут отращивать не только утраченные конечности, но и некоторые более экзотические части тела, например участки центральной нервной системы, в том числе мозга. Авторы предполагают, что способность аксолотля регенерировать различные типы нейронов связана с его личиночным состоянием. Саламандры могут жить в форме аксолотля до смерти и при этом способны к размножению (размножение на стадии личинки называется неотения). Тем не менее, при выполнении определенных условий (например при добавлении йода в воду) аксолотль в любом возрасте может превратиться во взрослую саламандру. Это означает, что все клетки его тела постоянно готовы к метаморфозу. Грубо говоря, они по свойствам достаточно близки к стволовым клеткам. Ученые из Чикаго поставили себе цель выяснить, как механизмы и потенциал поразительно регенерирующих клеток аксолотлей раскрываются на молекулярном уровне и как это может помочь современной медицине.

Исследования показали, что во время повреждения хорды как у аксолотлей, так и у человека в клетках нервной ткани активируются так называемые c-Fos гены, которые являются димерами по своей природе, то есть работают исключительно в паре. Здесь и обнаружилось главное отличие: у аксолотлей с-Fos сцеплены с геном JunB, в то время как у людей они спарены с геном c-Jun. Этим и объясняется различный ответ на повреждения. Для того, чтобы понять, как именно работает молекулярный механизм и действительно ли эта пара обеспечивает регенерацию, некоторым земноводным были пересажены «человеческие» пары генов. Такие аксолотли не могли регенерировать нервную ткань после повреждения, что подтвердило догадки ученых. Дальнейшие исследования покажут, возможна ли обратная пересадка генов — от аксолотля человеку.

«Гены, обеспечивающие регенерацию у аксолотля, не отличаются от человеческих. Похоже, все дело в том, с какими конкретно генами они сцеплены прямо после травмы и как это влияет на образование рубцовой ткани. Это похоже на нашу жизнь — в зависимости от того, с кем ты работаешь, можно получить как положительное, так и отрицательное впечатление», — говорит Эчиверри.

В ближайшем будущем исследования продолжатся. Ученые надеются, что понимание механизма регенерации нервной ткани аксолотлей поможет разобраться в подобных процессах у человека, а впоследствии разработать методику лечения при серьезных спинномозговых травмах.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.