Идентифицирован белок — потенциальная мишень для терапии возрастных заболеваний

Исследовательская группа из Гонконгского университета науки и технологий (HKUST) идентифицировала ключевой белок, который может пролить свет на то, как обратить вспять процесс старения, используя в качестве модели взрослые стволовые клетки скелетных мышц (мышечные стволовые клетки, MuSCs). Это открытие прокладывает путь для возможной будущей разработки терапевтических вмешательств при возрастных заболеваниях и различных митохондриальных болезнях.

При старении человека клетки подвергаются клеточному старению (сенесценции): они перестают делиться, но не умирают, накапливаясь в организме как «зомби-клетки», вызывая повреждения и способствуя возрастным дефектам. Способность клеток поддерживать здоровые функции зависит от их возможности генерировать химическую энергию, в чём жизненно важную роль играют митохондрии. Однако с возрастом эта способность снижается.

Потеря митохондриальной активности связана со старением многих тканей. Правильные функции митохондрий важны для MuSCs, чтобы восстанавливать повреждённые скелетные мышцы после травмы и поддерживать пул резидентных стволовых клеток для будущей регенерации. Однако сигнальные пути, регулирующие митохондриальный метаболизм при старении, остаются неясными.

Группа под руководством профессора Тома Чунга (Tom Cheung) из HKUST недавно определила роль белка CPEB4, связывающего mRNA, в поддержании митохондриального метаболизма. CPEB4 повышает биосинтез митохондриальных белков, поддерживая достаточный выход энергии. Кроме того, команда показала, что уровни белка CPEB4 снижаются в различных стареющих тканях мышей, особенно в скелетных мышцах.

Также было отмечено, что старые мышцы после травмы демонстрируют признаки сенесценции, о чём свидетельствует повышенное присутствие маркера старения — ассоциированной со старением β-галактозидазы (SA-β-gal), по сравнению со взрослыми мышцами.

Ключевым открытием стало то, что восстановление экспрессии CPEB4 в старых MuSCs увеличивало производство митохондриальных белков, повышало выработку энергии и, что впечатляет, защищало от клеточного старения. Примечательно, что трансплантация MuSCs с повторно экспрессированным CPEB4 пожилым мышам-реципиентам приводила к улучшению восстановления мышц. Аналогично, экспрессия CPEB4 в различных человеческих клеточных линиях также защищала от клеточного старения.

Профессор Чунг комментирует: «Наши результаты подчёркивают важность поддержания функций митохондрий и их протеома белками, связывающими mRNA, в мышечных стволовых клетках. Более того, наше исследование даёт новое понимание диагностического и терапевтического потенциала CPEB4 для устранения митохондриальных дефектов и обращения вспять клеточного старения. Наша работа также закладывает основу для дальнейшего изучения возможности разработки CPEB4 в качестве потенциальной терапевтической мишени для различных митохондриальных заболеваний, таких как синдром Ли».

Эти результаты были недавно опубликованы в журнале Developmental Cell.