Древний ген амфибий «разбудил» регенерацию у млекопитающих. Российские исследователи установили, что ген лягушки ag1 способен ускорять заживление кожных повреждений у мышей и активировать механизмы восстановления тканей без образования рубцов.
Российские ученые выявили, что древний ген амфибий ag1 может ускорять процесс заживления кожных повреждений у млекопитающих. Эксперимент показал, что перенос этого гена в геном мышей приводит к более быстрому заживлению их ран, а также к активации молекулярных механизмов регенерации в тканях.
Исследование было проведено учеными из Института биоорганической химии имени М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН совместно с коллегами из РНИМУ имени Н.И. Пирогова. Результаты работы опубликованы в журнале Frontiers in Cell and Developmental Biology.
Ученые исследовали ген ag1, регулирующий процессы регенерации у амфибий. В ходе эволюции млекопитающие утратили этот ген, что считается одной из причин их ограниченной способности к восстановлению тканей. В отличие от них, рыбы и земноводные способны не только заживлять раны без образования шрамов, но и восстанавливать утраченные конечности, тогда как у млекопитающих повреждения обычно сопровождаются образованием рубцов.
Чтобы оценить влияние гена, исследователи создали трансгенную линию мышей с активируемой экспрессией ag1 гладкой шпорцевой лягушки Xenopus laevis. Эксперименты показали, что при активации этого гена кожные раны у животных затягивались примерно на 20% быстрее, чем у обычных мышей.
Гибридная программа заживления
Анализ активности генов показал, что ag1 запускает целый ряд молекулярных сигналов, характерных для безрубцового заживления. Среди них — гены, связанные с формированием коллагена III, TGF-β3, Prrx1/2 и Tenascin-C, которые обычно активны при регенерации тканей у амфибий или у эмбрионов млекопитающих.
Однако полного «амфибийного» восстановления у взрослых мышей не наблюдалось. Вместе с регенеративными процессами продолжали действовать механизмы, формирующие рубцовую ткань. Это позволило ученым предположить, что в организме возникла гибридная программа заживления, совмещающая регенерацию и фиброз.
По мнению исследователей, полученные результаты показывают, что даже гены, утраченные сотни миллионов лет назад, могут оставаться совместимыми с молекулярными сетями млекопитающих. Это открывает новые возможности для разработки методов в регенеративной медицине и лечении хронических ран.