По словам исследователей из Университета штата Северная Каролина, белок, известный как Sp2, является ключом к правильному созданию нейронов из стволовых клеток. Понимание того, как работает этот белок, позволяет ученым «программировать» стволовые клетки для регенерации, что имеет последствия для нейронной терапии.
Трой Гашхайи и Джон Горовиц, оба преподавателя факультета молекулярных биомедицинских наук штата Северная Каролина и исследователи Центра сравнительной медицины и трансляционных исследований, хотели узнать больше о функции Sp2, регулятора клеточного цикла, который помогает контролировать разделение клеток. Предыдущие исследования Горовица показали, что слишком много Sp2 в стволовых клетках, продуцирующих кожу, приводит к опухолям у экспериментальных мышей. Чрезмерное количество Sp2 предотвращало стволовые клетки от создания нормального клеточного «потомства» или клеток кожи. Вместо этого стволовые клетки только продолжали производить больше стволовых клеток, что приводило к образованию опухоли.
«Мы считаем, что Sp2 должен играть фундаментальную роль в жизни нормальных стволовых клеток», – говорит Горовиц. «Проблемы возникают, когда механизмы, которые регулируют его деятельность, переполнены из-за избыточного изобилия».
Ghashghaei и его команда – под руководством докторанта Huixuan Liang – придерживались противоположного подхода. Используя генетические инструменты, они избавились от Sp2 в некоторых нервных стволовых клетках у мышей, особенно тех, которые производят основные нейроны мозговой коры головного мозга. Они обнаружили, что отсутствие Sp2 нарушило нормальное образование клеток в этих стволовых клетках, и один важный результат был подобен Горовицу: аномальные стволовые клетки не смогли произвести нормальное клеточное «потомство» или нейроны. Вместо этого аномальные стволовые клетки только что создали копии самих себя, которые также были ненормальными.
«Интересно, что и избыток этого белка, и полное его отсутствие приводят к аналогичным нарушениям в том, как разделяют стволовые клетки», – говорит Гашхайи. «Итак, хотя эта работа подтверждает, что Sp2 абсолютно необходим для функционирования стволовых клеток, остается много вопросов о том, что именно он регулирует, и присутствует ли он во всех стволовых клетках или только в нескольких. Нам также необходимо выяснить, может ли удаление Sp2 или переизбыток производить опухоли головного мозга у наших мышей, как на коже.
«Наконец, мы очень заинтересованы в понимании того, как Sp2 регулирует очень важное решение, которое должна сделать стволовая клетка: производить ли больше себя или производить потомство, которое может стать нейронами или клетками кожи», добавляет Гашхаи. «Мы надеемся решить эти вопросы в наших будущих исследованиях, потому что эти клеточные механизмы имеют последствия для исследований рака, заболеваний нервной системы и регенеративной медицины».
Результаты появляются в Интернете в разделе «Разработка». Студенты университета штата Гуанси Сяо и Хайфэн Инь, а также д-р Саймон Хиппенмайер, сотрудник лаборатории Гашхаи из Института науки и техники Австрии, внесли свой вклад в эту работу. Работа финансировалась Национальными институтами здравоохранения и Американской федерацией исследований старения.