По данным Американской ассоциации легких и Национальных институтов здравоохранения, наблюдается рост заболеваний легких, таких как астма и хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ).
Экспрессия важного фактора транскрипции Sox2 (зеленое окрашивание и обведено пунктирной линией) в эпителии дыхательных путей легких контрольных мышей (A). Потеря экспрессии Hdac1 / 2 приводит к потере экспрессии Sox2 у животных с двойным нокаутом Hdac1 / 2 (B).
Фото: Эд Морриси, доктор философии, Медицинская школа Перельмана, Университет Пенсильвании.
Ссылки по теме
Медицинский факультет Перельмана при Пенсильванском университете
Система здравоохранения Пенсильванского университета
Эти заболевания являются хроническими, поражают небольшие дыхательные пути легких и, как считается, включают цикл восстановления после травм, который приводит к нарушению нормальной структуры и функции дыхательных путей. На данный момент лекарства от ХОБЛ лечат только симптомы.
«Здоровое легкое обладает некоторой способностью к самовосстановлению, как и печень», - отмечает Эд Морриси, доктор философии. , Профессор медицины и Клеточная и биология развития и научный директор Пенсильванского института регенеративной медицины в Перельмана школы медицины университета Пенсильвании . «При ХОБЛ эти репаративные механизмы не работают».
Морриси изучает, как эпигенетика контролирует восстановление и регенерацию легких. Эпигенетика включает химические модификации ДНК и поддерживающих ее белков, которые влияют на экспрессию генов. Предыдущие исследования показали, что у курильщиков с ХОБЛ наблюдается наиболее значительное снижение одного из ферментов, контролирующих эти модификации, под названием HDAC2.
«Терапия HDAC может быть полезна при ХОБЛ, а также при других заболеваниях дыхательных путей», - объясняет он. «Уровень экспрессии HDAC2 и его активность значительно снижены у пациентов с ХОБЛ. Мы считаем, что снижение активности HDAC может ухудшить способность эпителия легких к регенерации ».
Используя генетические и фармакологические подходы, они показали, что развитие клеток-предшественников в легких специфически регулируется комбинированной функцией двух высокородственных HDACs, HDAC / 1 и / 2. Морриси и его коллеги опубликовали свои выводы в выпуске журнала Developmental Cell на этой неделе .
Изучая, как активность HDAC, а также другие эпигенетические регуляторы контролируют развитие и регенерацию легких, они надеются разработать новые методы лечения для облегчения неудовлетворенных потребностей пациентов с астмой и ХОБЛ.
Дефицит HDAC1 / 2 приводит к потере экспрессии ключевого фактора транскрипции, белка, называемого Sox2, что, в свою очередь, приводит к блокированию развития эпителиальных клеток дыхательных путей. На это частично влияет деактивация репрессора экспрессии (подавление) двух других белков, Bmp4 и опухолевого супрессора Rb1 - мишеней HDAC1 / 2.
Во взрослом легком потеря HDAC1 / 2 приводит в первую очередь к повышенной экспрессии ингибиторов пролиферации клеток, включая белки Rb1, p16 и p21. Это приводит к уменьшению пролиферации эпителия при повреждении легких и ингибированию регенерации.
