Обнаружен главный регуляторный ген, который определяет судьбу кроветворных стволовых клеток
(Филадельфия, Пенсильвания) — исследователи из Медицинского факультета Пенсильванского университета.обнаружили, что белок под названием NF-Ya активирует несколько генов, которые, как известно, регулируют развитие гемопоэтических стволовых клеток (HSC) или кроветворных стволовых клеток в костном мозге. Знание деталей этого пути может однажды привести к новым методам лечения таких заболеваний крови, как лейкемия, а также к лучшему пониманию того, как работают HSC в контексте трансплантации костного мозга и периферических стволовых клеток. Авторы опубликовали свои выводы в начале августа в Proceedings of the National Academy of Sciences .
«Понимание биологии, лежащей в основе того, как организм точно контролирует судьбу стволовых клеток, является одним из наиболее важных вопросов в биологии стволовых клеток», — говорит старший автор Стивен Г. Эмерсон, доктор медицинских наук , заместитель директора по клиническим исследованиям онкологического центра Абрамсона Пенна и заведующий отделением гематологии-онкологии. Когда HSCs делятся, их судьба одна из трех: они развиваются в еще две стволовые клетки, что называется самообновлением; дифференцироваться, чтобы стать одним из нескольких типов зрелых клеток крови; или установить баланс, при котором одна дочерняя клетка становится HSC, а другая — зрелой клеткой крови.
«Мы знаем, что при таких заболеваниях, как лейкемия, должен возникать первый сценарий — отсутствие дифференцированных клеток, развитие двух HCS, потому что производится все больше и больше стволовых клеток», — объясняет Эмерсон. В условиях, подобных отказу костного мозга, второй сценарий — две дифференцированные клетки и отсутствие HCS — происходит из-за того, что в организме заканчиваются HSC.
«Мы хотим выяснить, как этот процесс обычно регулируется в организме, чтобы мы могли научиться контролировать его в терапевтических целях», — говорит Эмерсон. «В некоторых клинических целях мы можем изменить баланс, чтобы вырастить больше стволовых клеток для тех, кто в них нуждается. И наоборот, для пациентов, у которых этот процесс пошел наперекосяк, например, при остром лейкозе, мы могли бы заблокировать регуляторный ген, чтобы сместить баланс между самообновлением и дифференцировкой, так что все незрелые лейкемические клетки дифференцируются и умирают.
За последние 10 лет было высказано предположение, что несколько семейств генов играют важную роль в регуляции судеб HSC, например, homebox, wnt, notch 1 и гены теломеразы. Эмерсон и его коллеги пришли к выводу, что один фактор транскрипции, называемый NF-Y, необходим для активации промоторов всех этих генов. Более того, они обнаружили, что полностью собранный NF-Y активируется в стволовых клетках и исчезает, когда стволовые клетки становятся зрелыми клеточными типами, за счет индукции и потери одной его субъединицы, NF-Ya.
«Когда мы сверхэкспрессировали NF-Ya в стволовых клетках, стволовые клетки производили в 10–20 раз больше стволовых клеток после трансплантации», — говорит Эмерсон. «Это делает NF-Ya главным кандидатом на роль главного регулирующего гена для множества, если не всех, программ деления стволовых клеток». NF-Ya можно рассматривать как главный регуляторный ген, поскольку он активирует множество регуляторных генов HSC и способствует самообновлению HSC.
На практике цель исследователей состоит в том, чтобы найти способ контролировать судьбу стволовых клеток путем биохимического включения или выключения NF-Ya по желанию, чтобы либо производить больше стволовых клеток в случае отказа костного мозга и для трансплантации, либо принудительно клетки для дифференцировки в случае лейкемии, когда образуется слишком много HSC.
