Звери и амфибии регенерируют одинаково

Восстановление тканей у амфибий и млекопитающих происходит по похожим клеточно-молекулярным схемам, но пока неясно, достаточно ли этого, чтобы говорить о регенерационном подобии тех и других.

Если сравнить способность к регенерации тканей и органов у амфибий с такой же способностью у зверей, то разницу трудно будет не заметить: если саламандры, к примеру, отращивают себе целую конечность взамен утерянной, то млекопитающих хватает в лучшем случае на кончик пальца. Но, несмотря на это, регенеративные процессы у амфибий и млекопитающих, оказывается, довольно схожи.

Исследователи из Нью-Йоркского университета (США) изучали популяцию стволовых клеток, которые живут у млекопитающих у основания когтя (или ногтя). Именно эти клетки восстанавливают утраченные кусочки пальцев. Но, как они пишут в Nature, работают эти клетки только в присутствии особого эпителия, который находится под ногтем и у его основания и из которого и образуется ногтевая пластинка.

Постоянный рост ногтя происходит за счёт работы небольшого количества самообновляющихся стволовых клеток, причём процесс этот определяется цепочкой молекулярных сигналов, зависящих от белков группы Wnt. Этот сигнальный путь активен при эмбриональном развитии и дифференцировке тканей, а неполадки в нём могут привести к раковой опухоли. Если в пальцах у мышей отключали белки Wnt, то у животных переставали расти когти.

Тот же самый механизм работал и тогда, когда у мышей ампутировали кусочек пальца. В этом случае сигналы Wnt активировали ногтевой эпителий (под той частью ногтя, которая оставалась после ампутации) и стимулировали рост нервов к месту ампутации. Нервы, через белковый фактор роста FGF2, стимулировали мезенхимальные клетки, которые восстанавливали кости, сухожилия и мышцы. Через пять недель палец у мыши был как новый. Если же после ампутации ногтевого эпителия не оставалось, регенерации не происходило — Wnt-путь не активизировался, и нервы к ране не прорастали.

То есть способность к регенерации зависит от того, насколько сохранился коготь. Или ноготь — авторы работы полагают, что точно так же обстоят дела у всех млекопитающих, включая человека. При этом, как сказано выше, регенеративные процессы у млекопитающих в точности повторяют регенеративную схему у амфибий: у тех и других в этом участвуют похожие сигнальные молекулы, а для восстановления требуются нервы, которые прорастают в ответ на сигналы стволовых клеток. То есть разница между амфибиями и млекопитающими количественная, но не качественная.

Возможно, в будущем регенеративные процессы у млекопитающих можно будет запускать по «амфибийному пути» — нужно только выяснить, что у зверей этому препятствует.

Однако некоторые сомневаются в том, что описанного молекулярно-клеточного сходства достаточно, чтобы заявлять вообще о сходстве регенерации у амфибий и зверей. То, что у млекопитающих восстановление тканей строго зависит от когтя, может говорить о том, что способность к регенерации у них — по крайней мере в этом участке тела — возникла независимо от амфибий. Если бы молекулярный сигнальный путь был для млекопитающих столь же важен, как и для амфибий, то даже при удалении когтя какие-то регенеративные процессы всё же имели бы место. Но когда исследователи удаляли коготь, не было даже намёка на какую-либо регенерацию.

Итак, несмотря на статью в Nature, вопрос о том, можно ли сделать нашу регенерацию тканей такой же, как у амфибий, требует дальнейших исследований.

Подготовлено по материалам Nature News.