Скелетные мышцы обладают огромной способностью создавать новые мышцы из специальных мышечных стволовых клеток. Эти «пустые» клетки не только хороши для создания мышц, но и для создания большего количества самих себя – процесс, называемый самообновлением.
Но их удивительные способности ослабевают с возрастом, что приводит к ухудшению регенерации мышц из-за мышечной травмы.
Исследовательская группа, в которую вошли Лянджи Ли из Карнеги, Мишель Розо, Сибиао Юэ, Сяобинь Чжэн и Фредерик Тан, а также Кристоф Леппер, ранее работавший в Карнеги, ныне работающий в Университете штата Огайо, выяснили, что белок под названием GAS1 является виновником это возрастное снижение.
«Закодированный специфическим геном, задерживающим рост, белок GAS1 оправдывает свое название, ускоряя функциональное снижение мышечных стволовых клеток», – пояснил ведущий автор Ли.
Они обнаружили, что белок содержится только в небольшом количестве молодых мышечных стволовых клеток, но присутствует во всех старых мышечных стволовых клетках. Работа с мышечными стволовыми клетками для экспрессии GAS1 во всей популяции молодых стволовых клеток привела к снижению регенерации. Напротив, удаление GAS1 из старых мышечных стволовых клеток омолаживало их до молодого состояния, которое способствовало устойчивой регенерации.
Они также обнаружили, что GAS1 ингибирует другой белок, рецептор клеточной поверхности, называемый RET, который, как они показали, необходим для обновления мышечных стволовых клеток.
Чем больше присутствует белка GAS1, тем больше снижается функция RET.
Ингибирование RET с помощью GAS1 может быть отменено третьим белком, называемым GDNF, который связывается с RET и активирует его.
Действительно, когда исследователи вводили GDNF непосредственно в мышцы старых мышей, функция мышечных стволовых клеток и регенерация мышц были восстановлены.
«В условиях быстро стареющего населения такие проблемы, как ухудшение мышечной массы, становятся все более серьезной социальной проблемой», – сказал Фан. «Наша работа может выявить потенциальный путь терапевтического воздействия на борьбу с дегенерацией мышц у пожилых людей."