Независимое исследование дает новый взгляд на важность внеклеточного матрикса в процессе старения.
По мере того как мы становимся старше, триллионы клеток в нашем теле тоже. И, как и мы, они становятся менее стойкими и способны выдерживать стресс повседневной жизни. Наша кожа особенно рассказывает историю о том, что происходит во всех наших телах.
Но в последнее время ученые узнали, что стареющие клетки несут только часть вины за эту нисходящую спираль. И новое исследование показывает, что возможно замедлить снижение старения тканей – и даже заставить его действовать моложе – сосредоточив внимание на материалах, которые окружают эти клетки.
В независимом исследовании в Медицинской школе Мичиганского университета ученым-коже удалось добиться того, чтобы клетки кожи пожилых людей снова действовали как молодые клетки, просто добавив больше наполнителя в заполненную клетчаткой область вокруг клеток.
Эта внеклеточная матрица, или ECM, действует как эшафот, в который входят клетки кожи. Он сделан из крошечных фибрилл коллагена, продуцируемых клетками (фибробластами). Со временем, с возрастом кожи, ECM становится фрагментированным, что заставляет клетки потерять свои связи с этим эшафотом – и отсутствие поддержки ускоряет их снижение. То же самое может произойти и в других типах тканей.
В новом исследовании ученые из Департамента дерматологии U-M инъецировали кожу 21 добровольца в свои 80-е годы с помощью наполнителя, часто используемого косметически для уменьшения лицевых морщин. Наполнитель укрепляет ECM, заполняя пространство, оставшееся от старения.
Исследователи не получали финансирование от производителя продукта и не вносили свой вклад в разработку или результаты работы компании. Скорее, они использовали этот продукт в качестве способа увеличения механических сил внутри кожи добровольцев.
Они также не фокусировались на лице, где кожа изнашивается в течение жизни при воздействии ультрафиолетового света и других оскорблений, которые разрушают коллаген. Вместо этого они сосредоточились на коже, которая почти никогда не видела свет дня – ягодицы.
Результат: в течение трех месяцев фибробласты начали экспрессировать гены, связанные с коллагеном, продуцируя больше коллагена и лучше соединившись с ECM. Весь слой кожи стал толще, и было видно больше сосудов, которые питали клетки.
«Фрагментация внеклеточного матрикса играет важную роль в старении кожи, но, изменяя матрицу с использованием внешнего наполнителя и увеличивая внутреннее давление, мы показали, что мы можем существенно инициировать сигнал для пробуждения клеток», – говорит Гари Фишер , Доктор философии, профессор молекулярной дерматологии Гарри Хелфмана и старший автор нового исследования, опубликованного в журнале «Исследовательская дерматология».
Он предупреждает, что новая работа, проводимая совместно с профессором-доцентом U-M Тайхао Цюань, доктором философии и доцентом Фрэнком Вангом, М.Д. и его коллегами, не означает, что косметический наполнитель следует использовать по всему телу.
Скорее, важность открытия заключается в возможности использовать более широкое понимание ECM для профилактики и лечения.
Например, истощение кожи по мере нашего возраста оставляет нас более склонными к разрыву кожи и препятствует заживлению после разрезов или травм. Лучшее понимание того, как ECM помогает поддерживать исцеление, может привести к улучшению стратегий оказания помощи пациентам.
«Это показывает, что клетки кожи у пожилых людей способны эффективно реагировать очень позитивно на изменения механического свойства окружающей среды», – говорит Фишер. «Нам все еще нужно знать больше о том, как клетки воспринимают окружающую среду, но в целом кажется, что мы реально изменили структурную целостность кожи».
Помимо Фишера, Куана и Ванга, авторы исследования включают в себя кафедра дерматологии и Дункан и Элла Пот, заслуженный профессор Джон Вурхиз, М.Д. и Юань Шао, научный сотрудник профессора Лаура Ритти, специалист лаборатории Вэй Ся и доцент Джеффри С Оррингер.
Исследование финансировалось грантами Национального института по проблемам старения, входящего в состав Национального института здоровья, включая AG019364, AG031452, AG025186 и 5T32 AR007197. Косметический наполнитель, используемый в исследовании, был подарен изготовителем Medicis, но исследование было спроектировано, выполнено, проанализировано, интерпретировано и сообщено без участия производителя.