Эти стволовые клетки, которые пополняют внешний слой кожи, получают сигнал от воспаления, собственной реакции организма на травму или инфекцию. Первый приступ воспаления делает эти клетки сенсибилизированными: в следующий раз, когда они ощущают его появление, они реагируют быстрее.
Это исследование, описанное 18 октября в Nature, дает первое доказательство того, что кожа может формировать воспоминания о воспалительной реакции — открытие, которое, по словам старшего исследователя Элейн Фукс, может иметь серьезные последствия для лучшего понимания и лечения ряда заболеваний.«Усиливая реакцию на воспаление, эти воспоминания помогают коже сохранять свою целостность, что полезно при заживлении ран после травм», — говорит Фукс, профессор Ребекки К. Лансфилд. «Однако это воспоминание также может иметь пагубные последствия, например, способствовать рецидиву некоторых воспалительных заболеваний, таких как псориаз».Исцеляющие воспоминания
Независимо от того, обожжена ли она солнцем, атакована микробами, порезана бумагой или что еще хуже, кожа быстро воспаляется — красная, опухшая и болезненная, поскольку организм пытается остановить повреждение и начать восстановление.Давно известно, что иммунная система сохраняет память о воспалении, чтобы быстрее реагировать на повторяющиеся инфекции.
Но ученые в лаборатории Фукса подозревали, что другие типы долгоживущих клеток могут аналогичным образом запоминать воспаление. Кожа была логичным местом для исследования: как защитный барьер тела, она выдерживает частые нападения.Быстро стало очевидно, что большинство клеток внешнего слоя кожи, эпителия, не задерживаются достаточно долго, чтобы сформировать такие воспоминания. Вместо этого они мигрируют вверх через эпителий и в конечном итоге отслаиваются.
Однако глубже в эпителии находятся стволовые клетки, которые отвечают за его постоянное пополнение. Эти стволовые клетки остаются на месте еще долго после того, как кожа оправилась от воспаления; и, как выяснила команда, этот опыт их меняет.В экспериментах с мышами постдок Шрути Наик и аспирантка Саманта Б. Ларсен показали, что раны заживают более чем в два раза быстрее на коже, которая уже испытала воспаление, чем на коже, которая никогда не была повреждена — даже если это Первоначальный воспалительный процесс произошел шесть месяцев назад, что эквивалентно примерно 15 годам для человека. Ученые определили, что заживление ускорилось, потому что стволовые клетки, подвергшиеся воспалению, лучше перемещались в рану, чтобы восстановить разрыв.
В других экспериментах исследователи раскрыли основные механизмы, которые перепрограммируют эти клетки. Они показали, что воспаление запускает процесс, который физически открывает определенные участки в хромосомах клетки, делая определенные гены доступными для активации. Некоторые из этих участков остаются открытыми еще долгое время после восстановления кожи, что позволяет генам быстрее включиться во время второго раунда воспаления.Ген под названием Aim2, который кодирует белок, воспринимающий «повреждение и опасность», оказался особенно важным: начальный приступ воспаления вызывает устойчивое увеличение его экспрессии.
Вторая атака быстро активирует белок, что приводит к выработке воспалительного сигнала, который повышает способность стволовых клеток мигрировать в рану.Новый виновникВоспаление иногда может выйти из-под контроля, как это бывает при аутоиммунных заболеваниях, таких как псориаз, заболевание, отмеченное чешуйчатыми красными пятнами, которые часто многократно вспыхивают на одном и том же месте.
Новые результаты показывают, что сама кожа может способствовать этой повторяющейся реакции.Но на самом деле последствия выходят далеко не только на поверхность. Выводы команды также могут иметь отношение к воспалительным заболеваниям, которые влияют на другие части тела, такие как оболочки кишечника и кишечника, которые, как и кожа, пополняются эпителиальными стволовыми клетками.
«В воспалительных заболеваниях уже давно обвиняют иммунные клетки, которые обращаются против организма. Однако это явно не единственная причина: стволовые клетки также могут вносить важный вклад», — говорит Ларсен.А поскольку лечебная способность стволовых клеток уменьшается с возрастом и полностью нарушается при раке, перепрограммирование через воспаление может иметь значение и для этих состояний.
«Лучшее понимание того, как воспаление влияет на стволовые клетки и другие компоненты ткани, революционизирует наше понимание многих заболеваний, включая рак, и, вероятно, приведет к новым методам лечения», — говорит Найк.