Ключевой белок, ответственный за негативные побочные эффекты клеточного старения

Клеточное старение — это состояние, в котором нормальные здоровые клетки теряют способность делиться. Оно может возникать при активации онкогенов в нормальных клетках или при химиотерапии раковых клеток. Таким образом, старение запускает механизм, останавливающий рост быстро делящихся клеток. Ранее считавшееся исключительно полезным для остановки прогрессирования рака, исследование Института Уистара показало, что во время старения увеличивается секреция факторов — цитокинов и хемокинов (небольших белков, важных для иммунного ответа), — которые могут иметь пагубные, проопухолевые побочные эффекты.

Исследователи из Института Уистара идентифицировали белок, играющий критическую роль в экспрессии цитокинов и хемокинов. Снижение уровня этого белка подавляет экспрессию этих секретируемых факторов. Это указывает на возможность усиления положительных эффектов старения при одновременном подавлении его негативных последствий. Результаты опубликованы в Journal of Cell Biology.

Руган Чжан, доктор философии, и его коллеги сосредоточились на хроматине — клеточной структуре, удерживающей ДНК. Во время старения часть хроматина реорганизуется в очаги гетерохроматина, ассоциированные со старением (SAHF). При этом гены, ответственные за пролиферацию, «замолкают». Однако экспрессия генов цитокинов и хемокинов — известных коллективно как секреторный фенотип, ассоциированный со старением (SASP) — усиливается.

«Когда происходит старение, наблюдаются два тесно связанных явления: одно помогает остановить прогрессирование опухоли, а другое вызывает увеличение потенциально вредных воспалительных цитокинов и хемокинов. Мы определили архитектуру хроматина и белки, влияющие на его организацию, как правильную отправную точку для решения этого парадокса», — заявил Чжан.

Учёные изучили группу белков высокой подвижности (high mobility group proteins), которые изменяют архитектуру хроматина для регуляции транскрипции генов. Один из таких белков — HMGB2 — связывается с ДНК, повышая доступность хроматина для факторов транскрипции. Они показали, что HMGB2 способствует экспрессии генов SASP, предотвращая распространение гетерохроматина и, следовательно, не давая SAHF «заглушить» эти гены. Когда исследователи подавили HMGB2, гены SASP были успешно зарепрессированы SAHF. Это говорит о том, что негативные эффекты старения можно нейтрализовать, ингибируя HMGB2.

«Понимание старения критически важно для понимания того, как можно успешно подавить рост опухоли. С информацией из этого исследования мы сможем повысить эффективность химиотерапевтических агентов, способных индуцировать старение, подавляя HMGB2 и снижая экспрессию нежелательных секретируемых факторов», — отметила Кэтрин Эрд, первый автор исследования.