Семейство белков IL-6 имеет плохую репутацию: оно может способствовать воспалению, артриту, аутоиммунным заболеваниям и даже раку. Тем не менее, новое исследование под руководством Университета Южной Калифорнии, опубликованное в журнале Communications Biology , показывает важность IL-6 и связанных с ним генов для поддержания и регенерации хрящей как в суставах, так и в зонах роста, которые обеспечивают рост скелета у детей, пишет medicalxpress.com.
«Мы впервые показываем, что семейство IL-6, ранее почти исключительно связанное с опорно-двигательным аппаратом при артрите, потере костной и мышечной массы и других хронических воспалительных заболеваниях, необходимо для поддержания скелетных стволовых клеток и клеток - предшественников. и для здорового роста и функционирования суставов и позвоночника», — сказал соответствующий автор исследования Денис Евсеенко, заведующий кафедрой генетических ортопедических исследований Дж. Гарольда и Эдны Лабриолы, доцент кафедры ортопедической хирургии, биологии стволовых клеток и регенеративная медицина в USC. «Наше исследование устанавливает связь между воспалением и регенерацией и может объяснить, почему стебель и предшественники истощаются при хроническом воспалении».
В исследовании первый автор Нэнси К. Лю из Университета Южной Калифорнии и ее коллеги внимательно изучили ключевой ген, активируемый IL-6: STAT3. Как в выращенных в лаборатории клетках человека, так и в клетках мышей ученые продемонстрировали, что STAT3 имеет решающее значение для пролиферации, выживания, созревания и регенерации хрящеобразующих клеток в суставах и зонах роста. Когда ген переставал функционировать, хрящевые клетки со временем становились все более дисфункциональными, что приводило к уменьшению размера тела, преждевременному слиянию ростовых пластин, недоразвитию скелета и легкой дегенерации суставного хряща.
Мыши испытывали те же проблемы, когда им не хватало белка, называемого гликопротеином 130 (gp130), который все белки IL-6 используют для активации Stat3. Деактивация другого гена Lifr, кодирующего белок, который работает с gp130 для распознавания одного из белков IL-6, называемого Lif, привела к аналогичным, но более мягким изменениям скелета и хрящей.
У мышей, у которых отсутствовал gp130, ученые смогли восстановить нормальные пластинки роста за счет сверхактивации Stat3, хотя это также вызвало разрастание хрящей, что привело к другим скелетным аномалиям.
Интересно, что исследователи отметили значительные половые различия: когда Stat3 переставал функционировать, у женщин наблюдались более серьезные изменения хрящей и скелета, чем у мужчин. Чтобы понять, почему, исследователи изменили уровень эстрогена у мышей, а также в выращенных в лаборатории клетках хряща свиньи. В обоих случаях эстроген увеличивал количество и активность Stat3, предполагая, что самки могут в большей степени полагаться на этот ген.
Исследование имеет клинические последствия для использования существующих препаратов, ингибирующих STAT3, для сдерживания воспаления при аутоиммунных заболеваниях: эти препараты также могут препятствовать росту и регенерации.
И наоборот, лаборатория Евсеенко использовала свое понимание нюансов STAT3 и связанных с ним генов и белков для разработки высокоцелевого препарата, способного регенерировать суставной хрящ, не вызывая воспаления. Этот препарат вскоре будет испытан в клинических испытаниях на людях.
«Наши результаты действительно меняют парадигму и бросают вызов существующим догмам о том, как IL-6, STAT3 и связанные с ними гены и белки влияют не только на воспаление, но и на регенерацию», — сказал Евсеенко.