Молодые животные демонстрируют превосходный потенциал к регенерации тканей. Поскольку регенерация тканей ухудшается с возрастом, обычно предполагается, что чем моложе животное, тем лучше оно компенсирует повреждение тканей.
В новом исследовании, опубликованном в Developmental Cell, проф. Юваль Дор и научный сотрудник д-р.
Мири Столович-Рейн из Института медицинских исследований Израильско-Канадского (IMRIC) Еврейского университета Иерусалима в сотрудничестве с проф. Бенджамин Глейзер из медицинского центра Хадасса, намеревается понять возрастное снижение регенерации бета-клеток.
Для этого они исследовали способность бета-клеток у молодых мышей реплицироваться в ответ на гипергликемию, состояние, при котором в крови циркулирует чрезмерное количество глюкозы.
Ожидая найти превосходную регенеративную реакцию, которая снижается с возрастом, исследователи были удивлены, обнаружив, что молодые мыши не начинают обладать клеточным механизмом, который позволяет им регенерировать после того, как они отлучатся от груди.
Изучая производство бета-клеток поджелудочной железы у грудных мышей, исследователи обнаружили, что у этих молодых мышей бета-клетки не могут войти в цикл деления клеток в ответ на высокий уровень глюкозы. Кроме того, секреция инсулина в ответ на высокий уровень глюкозы была значительно снижена по сравнению с ситуацией у взрослых мышей.
Таким образом, исследователи пришли к выводу, что компенсаторная пролиферация (способность реплицироваться в ответ на физиологические стимулы, такие как высокий уровень глюкозы в крови) является признаком зрелой бета-клетки, которая требует дискретного этапа созревания, связанного с изменением диеты после мыши перестают сосать.
Точно так же полный потенциал секретирования необходимого количества инсулина в ответ на повышенный уровень глюкозы достигается только после отъема.
Результаты показывают новый дискретный этап развития в процессе созревания бета-клеток, вызванный изменением диеты с молока с высоким содержанием жира на пищу с высоким содержанием углеводов.
По словам проф. Дор: "Данные свидетельствуют о том, что регенеративный потенциал – это характеристика зрелых тканей, которая должна активно развиваться, подобно функциональному созреванию, а не врожденная особенность вновь рожденных клеток."
Полученные данные также показывают, что диетический переход от жирного молока к богатой углеводами пище увеличивает способность бета-клеток секретировать инсулин в ответ на глюкозу и позволяет глюкозе стимулировать репликацию бета-клеток.
Точный молекулярный сигнал, который запускает эти события, еще предстоит определить, но дальнейшие исследования для его определения могут помочь улучшить наше понимание и лечение диабета. Например, этап созревания, связанный с отлучением от груди, может иметь значение для попытки направить дифференцировку эмбриональных стволовых клеток в полностью функциональные бета-клетки для трансплантации пациентам с диабетом.
Затем исследователи планируют изучить, как преждевременное отлучение мышей и людей от груди может повлиять на долгосрочное здоровье бета-клеток и шансы развития диабета.
Исследовательская статья «Отлучение запускает этап созревания бета-клеток поджелудочной железы» опубликована в выпуске журнала Developmental Cell за 9 марта.