Білок, який традиційно асоціювали із захистом кінців хромосом, виконує несподівану роль у підтримці здатності м’язових стовбурових клітин до регенерації. Дослідники з Медичної школи Перельмана при Університеті Пенсильванії виявили, що білок TRF2 допомагає зберігати генетичні інструкції, які визначають клітини та дозволяють їм відновлювати м’язи після пошкодження1.
Несподівана роль TRF2 у відновленні м’язів
Вчені давно знали, що TRF2 в основному діє на теломерах — захисних ковпачках ДНК на кінцях хромосом. Теломери допомагають запобігати псуванню хромосом або їхньому неправильному розпізнаванню клітинами як пошкоджених фрагментів ДНК.
М’язові стовбурові клітини зазвичай залишаються неактивними до моменту пошкодження тканини. Потім вони активуються, розмножуються, відновлюють пошкоджену ділянку та створюють замінні стовбурові клітини, які повертаються в стан спокою.
Лабораторні експерименти показали, що рівень TRF2 змінюється за ретельно відкаліброваним часом, коли м’язові стовбурові клітини проходять через різні стадії. Кількість білка зростає та падає, коли клітини переходять між станом спокою, відновленням тканини та самооновленням, що свідчить про те, що TRF2 допомагає організовувати процес регенерації.
Втрата ідентичності м’язових стовбурових клітин
Щоб зрозуміти, що відбувається без цього білка, дослідники видалили TRF2 з м’язових стовбурових клітин лабораторних мишей. Спочатку м’язи тварин виглядали нормально, але запас м’язових стовбурових клітин поступово зменшувався.
Клітини не гинули, що було несподівано, враховуючи ефекти втрати TRF2 в інших тканинах. Натомість вони втрачали молекулярні характеристики, які дозволяли їм функціонувати як м’язові стовбурові клітини. Ця втрата ідентичності мала серйозні наслідки після пошкодження: замість відновлення здорового м’яза, пошкоджені ділянки накопичували жир та рубцеву тканину.
«Це повністю змінює те, як ми думаємо про роль TRF2 у цих клітинах, — зазначила старший автор дослідження Фотейні Муркіоті, доктор філософії, доцент ортопедичної хірургії в Penn Medicine. — Втрата ідентичності має серйозні наслідки для того, чи можливе взагалі відновлення після травми».
Прогресування м’язової дистрофії Дюшенна
Команда також дослідила TRF2 на мишачій моделі м’язової дистрофії Дюшенна. Коли білок був видалений з м’язових стовбурових клітин, хвороба прогресувала значно швидше. М’язова дегенерація стала більш важкою, а тривалість життя мишей скоротилася.
Подальше дослідження виявило, як TRF2 виробляє ці ефекти. Білок діє не виключно на кінцях хромосом. Він також приєднується до регуляторних ділянок по всьому геному, які контролюють гени, необхідні для збереження ідентичності м’язових стовбурових клітин.
Багато з цих геномних ділянок містять вторинні структури ДНК, відомі як G-квадруплекси, які також вивчаються як потенційні мішені для терапії раку.
«Ми виявили, що TRF2 працює через ці вторинні структури ДНК, щоб зберегти ідентичність м’язових стовбурових клітин і підтримувати їхню здатність відновлювати пошкоджені м’язи, — сказала Муркіоті. — Це було абсолютно несподівано».
Зв’язок між регенерацією та раком
Відкриття виявляє біологічний механізм, який дозволяє м’язовим стовбуровим клітинам зберігати регенеративні здібності. Воно також показує, що цей механізм може впливати на прогресування м’язової дистрофії Дюшенна у мишей.
Результати можуть допомогти вченим дослідити давню загадку. Скелетні м’язи мають виняткову здатність до регенерації, проте рак, який починається в м’язовій тканині, трапляється відносно рідко.
Визначення того, як м’язові стовбурові клітини використовують TRF2 інакше, ніж клітини інших тканин, може зрештою допомогти дослідникам стимулювати відновлення тканин, не підвищуючи ризик раку.
Муркіоті та її колеги зараз вивчають, чи може це незвичайне використання TRF2 призвести до нових терапевтичних підходів для лікування м’язової дистрофії. Вони також сподіваються, що це дасть розуміння біології раку в тканинах, які більш вразливі до цього захворювання.
Дослідження було опубліковане в журналі Science Advances.
- https://www.sciencedaily.com/releases/2026/08/260801042814.htm [↩]
