Исследователи открывают секреты восстановления печени и регенеративной медицины

Исследователи из Нью-Йоркского университета в Абу-Даби (NYUAD) обнаружили код, который устанавливает геном печени, чтобы учесть замечательную способность этого органа к регенерации. Это открытие предлагает новое понимание того, как конкретные гены, способствующие регенерации, могут быть активированы при удалении части печени. Эти открытия могут стать источником информации для разработки новой формы регенеративной медицины, которая может помочь восстановлению нерегенеративных органов у мышей и людей.

В то время как другие животные могут регенерировать большинство органов, люди, мыши и другие млекопитающие могут регенерировать свою печень только в ответ на травму или при удалении части. Исследователи NYUAD предположили, что гены , управляющие регенерацией печени, будут контролироваться определенным кодом, который позволяет им активироваться в ответ на травму или резекцию. Они сосредотачиваются на эпигеноме, который представляет собой модификации ДНК, которые изменяют экспрессию гена, в отличие от изменения самого генетического кода .

Используя модель печени мыши, группа исследователей NYUAD во главе с профессором биологии Кирстен Сэдлер Эдепли определила элементы эпигенетического кода, присутствующие в покоящихся клетках печени — клетки, которые в настоящее время не реплицируются, но обладают способностью размножаться в нужных условиях — которые активируют определенные гены для регенерации. Гены, участвующие в пролиферации клеток печени, заглушаются в печени, которая не регенерирует, но удивительным открытием стало то, что они находятся в тех частях генома, где большинство генов активны. Исследователи обнаружили, что эти прорегенеративные гены были помечены специфической модификацией — H3K27me3. Во время регенерации H3K27me3 истощается из этих генов, обеспечивая их динамическую экспрессию и стимулируя пролиферацию.

В статье «Состояния хроматина, сформированные эпигенетическим кодом, наделяющим печень мыши регенеративным потенциалом», опубликованном в журнале Nature Communications , Сэдлер и ведущий научный сотрудник ее команды, Чи Чжан, представляют открытие, что печень мыши содержит элементы эпигенетический код, который позволяет прорегенеративным генам активироваться при получении сигнала. Эпигенетические паттерны — это хорошо установленный механизм, координирующий экспрессию генов. Однако то, как эпигенетические паттерны способствуют экспрессии геновв печени или как они влияют на регенерацию печени, ранее было неизвестно. Их исследование выявило шесть различных состояний хроматина в печени мышей, соответствующих определенным эпигенетическим меткам, предоставив первую карту хроматина этого важного органа и показав, что элементы этой карты необходимы для регенерации печени. Это открытие обеспечивает механизм, который поддерживает клетки печени в состоянии «готово к работе», готовясь к сигналу о регенерации.

«Секрет регенерации заключен в коде в эпигеноме печени. Сейчас мы изучаем« авторов »эпигенетического кода — ферменты, которые создают эпигенетические метки, — чтобы увидеть, как этот эпигенетический код реагирует на старение, поскольку способность печени чтобы возродить упадок у старых животных, включая людей, — сказал Сэдлер. «Продолжающееся изучение замечательной способности печени к регенерации дает надежду на развитие регенеративной медицины; возможно, мы даже сможем попытаться написать код, который позволяет регенерацию молодой печени. в клетки старых животных или даже для настройки этого кода в других органах, которые не регенерируют и в настоящее время могут быть заменены только с помощью сложных трансплантатов с высоким риском ».