На рисунке - четыре слоя кожи человека. Верхний слой stratum corneum (слой роговых чешуек) состоит из нескольких слоев плоских ороговевших кератиноцитов. Ниже располагаются strata granulosum (зернистый слой), spinosum (шиповатый слой) и basale (базальный слой). В базальном слое стволовые клетки дифференцируются в новые кератиноциты, обновляя кожу. Под базальным слоем расположена дерма.
Исследователи из Медицинской Школы при Калифорнийском Университете в Сан-Диего (University of California, San Diego School of Medicine) описали механизм, посредством которого эпидермальные прогениторные клетки и стволовые клетки избегают дифференцировки и сохраняют способность образовывать новые клетки кожи в течение всей жизни. Новые данные могут лечь в основу разработки лекарственных препаратов и методов лечения не только заболеваний кожи, но и других нарушений, которые затрагивают популяции стволовых и прогениторных клеток.
Стволовые клетки способны к дифференцировке в любой клеточный тип. Прогениторные клетки более ограничены: они дифференцируются только в конкретный тип клеток и способны делиться лишь определенное количество раз. В течение жизни клетки кожи самообновляются: прогениторные и стволовые клетки глубоко в эпидермисе постоянно дифференцируются в новые клетки кожи – кератиноциты, которые в процессе созревания постепенно поднимаются на поверхность кожи и слущиваются.
Выяснено, что один из механизмов, посредством которого стволовые и прогениторные клетки поддерживают свое функционирование в течение жизни, заключается в работе экзосом – мультисубъединичных комплексов, состоящих из 30-50 экзонуклеаз, которые осуществляют деградацию и процессинг РНК, а также взаимодействуют с факторами транскрипции. Экзосомы уничтожают молекулы РНК, содержащие ошибки и приводящие к синтезу нефункциональных белков, которые нарушают работу клетки.
Научная группа из Медицинской Школы при Калифорнийском Университете под руководством Джорджа Л. Сена (George L. Sen), доцента медицины и клеточной и молекулярной медицины, установила, что в глубоких слоях эпидермиса экзосомы таргетно разрушают мРНК, кодирующую транскрипционные факторы, которые индуцируют процессы дифференцировки клеток. Если конкретно, то в эпидермальных прогениторных клетках происходит деградация именно транскрипционного фактора GRHL3, благодаря чему клетки остаются недифференцированными. Получая же сигналы к дифференцировке, прогениторные клетки перестают экспрессировать некоторые субъединицы экзосом, что приводит к повышению концентрации белка GRHL3 и, следовательно, дифференцировке прогениторных клеток.
Как поясняет доктор Сен, если функционирование экзосом в прогениторных клетках нарушено, происходит преждевременная дифференцировка клеток из-за повышенной концентрации белка GRHL3, что приводит к раннему слущиванию эпидермиса.
По словам ученого, результаты окажутся особенно значимыми, если последующие исследования покажут, что мутации в генах экзосом ассоциированы с заболеваниями кожи и другими болезнями.
«В недавнем исследовании было показано, что рецессивные мутации в субъединицах экзосомального комплекса могут привести к мосто-мозжечковой гипоплазии – редкому неврологическому заболеванию, характеризующемуся неравномерным развитием или атрофией участков мозга, - говорит Сен, - Теоретически это может возникать из-за потери прогениторных клеток. Если окажется, что мутации в комплексе генов экзосомы связаны и с другими заболеваниями, станет возможной разработка препаратов непосредственно против этих нарушений».
Источник: Cbio.ru