Kupfera šūnu pārprogrammēšana embrijos izskaidro vielmaiņas traucējumus pēcnācējiem

Kupfera šūnu pārprogrammēšana embrijos izskaidro vielmaiņas traucējumus pēcnācējiem

Bērniem, kas dzimuši aptaukošanās mātēm, ir lielāks risks saslimt ar vielmaiņas traucējumiem, pat ja viņi paši ievēro veselīgu uzturu. Jauns pētījums no Bonnas universitātes piedāvā šīs parādības skaidrojumu. Aptaukošanās pelēm grūtniecības laikā tiek pārprogrammētas noteiktas embrija aknu šūnas. Tas noved pie ilgtermiņa izmaiņām pēcnācēju metabolismā. Pētnieki uzskata, ka šie rezultāti varētu būt nozīmīgi arī cilvēkiem. Pētījums tagad ir publicēts žurnālā Nature.

Komanda koncentrējās uz tā sauktajām Kupfera šūnām. Tie ir makrofāgi, tā sauktie "lielie ēdāji", kas aizsargā ķermeni kā iedzimtas imūnsistēmas daļu. Embrionālās attīstības laikā tie migrē uz aknām, kur apmetas uz pastāvīgu dzīvesvietu. Tur viņi cīnās ar patogēniem un noārda novecojušās vai bojātās šūnas.

Šīs Kupfera šūnas darbojas arī kā vadītāji. Viņi norāda apkārtējām aknu šūnām, kā rīkoties. Tādā veidā tie palīdz nodrošināt, ka aknas kā centrālais vielmaiņas orgāns pareizi veic savus daudzos uzdevumus. "

Prof. Dr. Elvīra Mese no Bonnas Universitātes Laimsa institūta

Melodijas maiņa: no Bēthovena uz Vivaldi

Tomēr šķiet, ka šo izpildfunkciju maina aptaukošanās. Tas ir tas, ko peļu masveida eksperimenti ir paveikuši sadarbībā ar citām Bonnas universitātes pētniecības grupām. "Mēs varējām pierādīt, ka aptaukojušos māšu pēcnācējiem neilgi pēc piedzimšanas bieži parādījās taukainas aknas," saka Dr. Hao Huangs no Masas laboratorijas. "Un tas notika arī tad, kad jaunie dzīvnieki saņēma pilnīgi normālu uzturu."

Šķiet, ka šī traucējuma cēlonis ir sava veida Kupfera šūnu "pārprogrammēšana" pēcnācējos. Rezultātā tie izsūta molekulārus signālus, kas liek aknu šūnām absorbēt vairāk tauku. Pārnestā nozīmē viņi izpilda nevis Bēthovena, bet gan Vivaldi simfonijas.

Šķiet, ka šī maiņa notiek embrionālās attīstības laikā, un to izraisa mātes vielmaiņas produkti. Tie aktivizē vielmaiņas slēdzi Kupfera šūnās un maina veidu, kā šīs šūnas ilgtermiņā vada aknu šūnas. "Šis slēdzis ir tā sauktais transkripcijas faktors," saka Mass. "Tas kontrolē, kuri gēni ir aktīvi Kupfera šūnās."

Nav tauku aknu bez molekulāriem slēdžiem

Kad pētnieki ģenētiski likvidēja šīs izmaiņas Kupfera šūnās grūtniecības laikā, pēcnācējiem neattīstījās tauku aknu slimība. Joprojām nav skaidrs, vai šo mehānismu varētu novērst arī ar medikamentiem. Komandas tagad plāno to izpētīt turpmākajos pētījumos.

Ja tas noved pie jaunām ārstēšanas metodēm, tās būtu labas ziņas. Kupfera šūnu mainītajai uzvedībai, visticamāk, būs daudz negatīvu seku. Piemēram, tauku uzkrāšanos aknās pavada spēcīgas iekaisuma reakcijas. Tie var izraisīt arvien lielāka aknu šūnu nāves gadījumu skaitu un aizstāt ar rētaudi. Rezultāts ir fibroze, kas pakāpeniski pasliktina aknu darbību. Tajā pašā laikā pastāv aknu šūnu deģenerācijas un vēža attīstības risks.

"Kļūst arvien skaidrāks, ka daudzas cilvēku slimības sākas ļoti agrīnā attīstības stadijā," saka Mass, kurš ir arī starpdisciplinārās pētniecības jomas "Dzīve un veselība" pārstāvis un Bonnas Universitātes izcilības klastera "Immunosensation2" valdes loceklis. "Mūsu pētījums ir viens no retajiem, kas var detalizēti izskaidrot, kā šī agrīnā programmēšana var notikt."

Iesaistītie institūti un finansējums:

Papildus Bonnas Universitātei pētījumā tika iesaistīti Vācijas Neirodeģeneratīvo slimību centrs (DZNE), Vīnes Universitāte (Austrija), Ģentes universitāte (Beļģija) un Šanhajas universitāte (Ķīna). Pētījumu atbalstīja Vācijas Pētniecības fonds (DFG, jo īpaši SFB 1454 Metaflammation), Eiropas Pētniecības padome (ERC), Jirgena Manšo fonds, Boehringer Ingelheim fonds un Eiropas Molekulārās bioloģijas organizācija (EMBO).

Avoti: