Наш организм обладает замечательной способностью делать новые мышцы из кажущегося ничего. На самом же деле в этом процессе задействовано немалое количество мышечных стволовых клеток.

Эти «свежие» клетки хороши не только в наращивании мышц, но и в создании новых самих себя — процесс, называемый самообновлением. К сожалению, их удивительные способности снижаются с возрастом, что ведет сначала к ухудшению регенерации мышц, а в дальнейшем, к саркопении — возрастному атрофическому дегенеративному изменению скелетной мускулатуры.

Исследовательская группа из Университета штата Огайо смогла проследить механизм мышечного спада до конкретного белка под названием GAS1.

«Кодируемый специфическим геном, сдерживающим рост, белок GAS1 ускоряет функциональную деградацию мышечных стволовых клеток», — поясняет ведущий автор исследования, Лянцзи Ли.

Этот белок лишь изредка присутствует в молодых мышечных стволовых клетках, зато с избытком находится в старых. 

Увеличение экспрессии GAS1 в популяции молодых стволовых клеток привело к снижению регенеративного потенциала. Напротив, удаление GAS1 из состаренных мышечных стволовых клеток омолодило их до юного состояния, в котором возобновилась и поддерживалась устойчивая регенерация.

Заодно ученые обнаружили, что GAS1 ингибирует другой белок, рецептор клеточной поверхности под названием RET, который, как выяснилось, необходим для самообновления мышечных стволовых клеток. Чем больше была экспрессия белка GAS1, тем значительнее снижалась функция RET.

Дальнейшие опыты показали, что ингибирование RET через GAS1 может быть отменено третьим белком — GDNF, который связывается с GAS1 и активирует RET. Действительно, когда исследователи вводили GDNF непосредственно в мышцы старых мышей, функция мышечных стволовых клеток и регенерация мышц возрастала.

На фотографиях ниже показано, как лечение связывающим белком GDNF восстанавливает старые мышечные стволовые клетки. Изображение слева демонстрирует маленькие мышечные волокна (красные формы с синими ядрами внутри), которые были созданы старыми мышечными стволовыми клетками. Изображение справа показывает увеличение размера мышечного волокна и количества мышечных стволовых клеток (обозначено мелкими зелеными точками) после обработки GDNF.

Фото: Лянцзи Ли

«В условиях быстро стареющего населения проблема разрушения мышц становится все более актуальной», — комментирует соавтор исследования Чен-Мин Фан. «Наша работа показывает потенциальный путь для борьбы с мышечной дегенерацией у пожилых людей».