Учёные приблизились к пониманию причин образования жировых клеток
Учёные использовали математическое моделирование, чтобы предсказать, как белки влияют на превращение преадипоцитов (клеток-предшественников жировых клеток) в зрелые адипоциты. Это исследование может помочь найти способ «заморозить» ранние клетки в их текущем состоянии, не давая им стать основой жировой ткани.
Хотя жир необходим для хранения и производства энергии, его избыток приводит к тому, что ткань начинает выделять молекулы, вызывающие воспаление, инсулинорезистентность, диабет и другие заболевания.
Исследователи из Университета штата Огайо сосредоточились на трёх ключевых белках, влияющих на судьбу преадипоцитов:
- NF-kB — запускает воспаление в ткани.
- PPAR-гамма — необходим для адипогенеза (создания жировых клеток).
- Циклин D — отвечает за пролиферацию (копирование и рост) почти всех клеток.
С помощью системы дифференциальных уравнений учёные смоделировали сложные взаимодействия этих белков и определили условия, при которых клетки-предшественники остаются в покое, начинают размножаться или превращаются в жировые клетки.
Основными параметрами модели стали два вещества, влияющие на целевые белки:
- Белок IkB, который ингибирует воспалительный белок NF-kB.
- Концентрация митогена (химического стимулятора), который активирует производство циклина D.
Ключевые выводы модели:
- Высокий уровень IkB и низкий уровень стимулятора циклина D приводят к тому, что преадипоциты остаются в состоянии покоя.
- Модель предсказывает «кривую неопределённости», определяющую условия, при которых клетки могут либо оставаться в покое, либо пролиферировать.
- Область неопределённости также определяет условия для сосуществования пар из трёх возможных состояний: дифференцировки и покоя или пролиферации и дифференцировки.
Предварительные эксперименты на мышиных клетках, обработанных митогеном TNF-альфа, и данные предыдущих исследований подтвердили предсказания модели.
«Потенциальная польза от понимания этого процесса — увидеть, как мы можем манипулировать определёнными параметрами, чтобы остановить клетки в состоянии покоя, и это может повлиять на ожирение», — сказал ведущий автор исследования Хусейн Коскун.
Исследование опубликовано в Journal of Theoretical Biology. Для дальнейшей проверки модели необходимы дополнительные эксперименты, а в уравнения можно добавить больше белков.