Новое исследование Северо-Западного университета выявило ранее неисследованную связь между геном, критически важным для иммунных клеток, и формированием и поддержанием массы и силы скелетных мышц у мышей.
Известно, что ген BCL6 играет ключевую роль в функционировании иммунных клеток и воспалительной реакции организма. На протяжении десятилетий ученым также было известно, что этот ген активно экспрессируется в скелетной ткани, но до сих пор его функция в этой метаболической ткани была неизвестна.
«Обычно, когда гены экспрессируются на высоком уровне, это подразумевает важную функцию», — сказал последний автор, доктор Грант Д. Бэриш. «Исследование было проведено с мыслью, что ген делает что-то важное в скелетной ткани, но мы не знали, что именно».
Бариш — профессор медицины имени Марты Лиланд Шервин в отделении эндокринологии Медицинской школы Файнберга Северо-Западного университета, а также практикующий врач. Он является филиалом Центра диабета и обмена веществ и Института эпигенетики Симпсона Керри.
Он также является членом Комплексного онкологического центра Роберта Х. Лурье Северо-Западного университета. Бэриш интересовался геном BCL6, который кодирует фактор транскрипции, более десяти лет, прежде всего для того, чтобы понять, как он может влиять на диабет и другие эндокринные расстройства.
Исследование было опубликовано на прошлой неделе в журнале Nature Metabolism .
Команда использовала несколько стратегий для изучения функции гена, включая удаление гена внутриутробно, чтобы увидеть влияние на заранее сформированную мышечную ткань, и выключение гена у взрослых мышей , что привело к быстрой потере мышечной массы. Мышей, родившихся без генов BCL6, тренировали, и у них развились мышцы, масса которых уменьшилась на 30%. Интересно, что даже после развития у взрослых мышей этот ген оказывал сильное влияние на способность поддерживать мышцы.
«Результаты были полностью последовательными, и это сильный эффект, который предполагает новую функцию этого гена, которая в основном изучалась в иммунной системе, но, похоже, это очень важный переключатель в контроле мышечной массы», — сказал Бариш.
Когда мышечная масса выходит за пределы нормального диапазона, это происходит из-за нарушения тщательного баланса, который организм поддерживает между синтезом и распадом белка. Когда нарушается синтез белка , обычно один из этапов процесса экспрессии белка — транскрипция или трансляция — нарушается. Однако в случае с BCL6 ученые обнаружили двойную функцию. Используя рибосомальное секвенирование, они обнаружили, что этот ген контролирует не только транскрипцию, но и некоторые из его регулируемых генов, которые контролируют трансляцию.
Кроме того, этот ген, по-видимому, влияет на деградацию белков. «Происходит снижение синтеза и усиление деградации», — сказал Бариш. «Таким образом, конечным эффектом между ними является уменьшение мышечной массы при потере BCL6».
Бэриш сказал, что его исследование открывает один механизм, который необходимо изучить в отношении состояний, вызывающих атрофию мышц, таких как травмы нервов , дефицит питательных веществ, рак и неподвижность — всех состояний, при которых не хватает медицинского лечения, специфичного для потери мышечной массы. Рак и недостаточность питания приводят к снижению BCL6, но необходимо провести дополнительную работу, чтобы понять, как они влияют друг на друга.
Потеря мышечной массы связана с ухудшением диабета и резистентности к инсулину , и одной из причин, по которой с возрастом люди становятся более резистентными к инсулину и более склонными к диабету, является потеря мышечной массы.
Люди, которые теряют мышечную массу, также становятся слабыми с возрастом и более подвержены падениям и переломам, из-за которых им приходится обращаться к ортопеду.
Мышечная масса оказывает прямое влияние на другие болезненные состояния, качество жизни, заболеваемость и смертность, однако методов лечения потери мышечной массы не существует. Бэриш сказал, что еще многое предстоит понять о том, как мышечная масса контролируется на молекулярном уровне , и его подходы начинают открывать двери для этого.
