Кожа в балансе: совместное действие полярности и клеточной механики

Белок клеточной полярности Par3 контролирует механические изменения в коже и играет важную роль в делении клеток. Его дисфункция может привести к повреждениям ДНК. Баланс системы крайне важен: чрезмерная дифференцировка ведет к потере стволовых клеток и преждевременному старению, а слишком много делений может стать причиной рака кожи. Новое исследование команды под руководством Сандры Иден о том, как регуляторы полярности контролируют клеточную механику в коже, опубликовано в Nature Communications.

Кожа служит важным барьером. Для правильного функционирования эпидермису необходим постоянный баланс между слущиванием и пополнением клеток. Ранее исследователи показали, что инактивация белка полярности Par3 приводит к сокращению пула стволовых клеток, нарушению гомеостаза кожи и преждевременному старению, но механизмы оставались неясны.

«Теперь мы можем показать, что Par3 напрямую влияет на гомеостаз кожи, контролируя механические свойства кератиноцитов — основных эпителиальных клеток кожи», — говорит ведущий ученый доктор Сандра Иден. Par3 также регулирует барьерную функцию и ориентацию деления клеток.

Работа началась с двух параллельных наблюдений. Соавтор Мартим Диас Гомеш отметил: «Мы поняли, что инактивация Par3 приводит к сбоям в делении клеток, вызывая реакции на повреждение ДНК». Его коллега Сориба Летциан добавил: «Мы воздействовали на кожу мыши УФ-светом, но наблюдали неожиданный ответ на повреждение ДНК даже без УФ-облучения, когда отсутствовал Par3. В этот момент мы осознали, что эти два явления могут быть тесно связаны».

Как показало исследование, Par3 является важным регулятором сократимости кератиноцитов, необходимой для точности деления клеток. Отсутствие Par3 приводило к ошибкам митоза, что вызывало сигнал тревоги и каскад реакций на повреждение ДНК. Это, в свою очередь, стимулировало преждевременную дифференцировку и потенциальное сокращение пула стволовых клеток кожи.

Новые данные раскрывают, что ключевые белки полярности, такие как Par3, управляют механохимическими сетями, необходимыми для здоровой способности к самообновлению. «Мы рады, что смогли внести свой вклад в понимание того, как поддерживается целостность эпителия кожи, и надеемся, что это послужит будущим медицинским применениям», — говорит Сандра Иден.