A mitokondriumban bekövetkezett változás kritikus jelentőségű a holt sejtek eltávolításában

Oszd meg ezt az oldalt

A professzionális táplálkozási sejtek a testben a test elhalt sejtjeire szorulnak, de elveszítik étvágyukat, amikor nem tudják megosztani mitokondriumukat - állapították meg a Columbia Egyetem Orvosi Központjának kutatói. Az új eredmények segíthetnek a kutatóknak az étkezési sejtek étvágyának javításában, amelyek kritikus szerepet játszanak olyan krónikus betegségeknél, mint a szívbetegség, a lupus és a krónikus tüdőbetegség.

változás

Az emberi testben másodpercenként 1 millió sejt hal meg, és más sejtek emésztik fel őket. Az elhalt sejteket meg kell tisztítani, mielőtt azok kiszivárognának, és gyulladást vagy szövetkárosodást okoznának.

Másodpercenként 1 millió elhalt sejt elfogyasztása hihetetlen feladat és a makrofágoknak (görögül a „nagy étkezőknek”) nevezett sejtek egyik elsődleges feladata. A makrofágok - megállás nélkül - akár 70 elhalt sejtet képesek megenni naponta. "Olyan lenne, mintha egy ember 20 steaket eszne vacsorára, majd fél óra múlva további 20 steaket eszne" - mondja Ira Tabas, PhD, Richard J. Stock Columbia orvostudományi, sejtbiológiai és élettani professzor.

De a makrofágok pontosan hogyan tudnak helyet biztosítani ennyi elhalt sejtnek ilyen ütemben - és az is, hogy miért néha elromlik a folyamat és okoz betegségeket - korábban rejtély volt a tudósok számára.

A Cell október 5-i számában Dr. Tabas és munkatársai arról számolnak be, hogy az erőteljes makrofágok mitokondriumukat - a sejt energiaerőműveként szolgáló struktúráikat - használják arra, hogy megváltoztassák a kalcium felszabadulásának módját a makrofágban. A kalcium felszabadulásának ez a változása miatt a makrofág felülete kitágul, így elég nagy ahhoz, hogy egy elhalt sejtet körbetekerjen és elfogyassza.

A kutatók először figyelték fel a mitokondrium szerepét, amikor egy petri-csészében az elhalt sejteket kitisztító makrofágokat figyelték meg. Ahogy a makrofágok ettek, a mitokondriumok a makrofágokon belül rövidebbé váltak, ezt a folyamatot mitokondriális hasadásnak nevezik. "Úgy gondoltuk, hogy ennek valahogy kritikusnak kell lennie az efferocitózis [az elhalt sejtek fogyasztásának tudományos neve] szempontjából" - mondta Dr. Tabas. "Tehát meg kellett találnunk ennek a mitokondriális hasadásnak a mechanizmusát, és el kellett hallgatnunk, és meg kellett vizsgálnunk, hogy ez megváltoztatta-e a makrofágok képességét az elhalt sejtek elfogyasztására."

Dr. Tabas csapata megállapította, hogy a Drp1 nevű mitokondriális hasadási fehérje okozta a megrövidült mitokondriumokat az elhalt sejteket fogyasztó makrofágokban, és olyan makrofágokat hoztak létre, amelyek nem rendelkeznek ezzel a fehérjével. Ezekben a sejtekben a mitokondriumok nem hasadtak át, és nem voltak képesek normális efferocitózist végrehajtani. "A makrofágok nem voltak képesek egyszerre egynél több elhalt sejtet hatékonyan kitisztítani" - mondta Dr. Tabas. "Akkor tudtuk, hogy a mitokondriális hasadásnak kritikusnak kell lennie ahhoz, hogy a makrofágok több sejtet meg tudjanak enni."

A mitokondriális hasadás lehetővé teszi az efferocitózist - állapították meg a kutatók - a kalcium áramlásának megváltoztatásával a makrofágban. A kalcium egy jelzőszer a sejtekben; a mitokondriális hasadás során jelzi a makrofágnak, hogy több sejtmembránra van szükség ahhoz, hogy a makrofág be tudjon tekerni egy elhalt sejtet. "Ennek a folyamatnak folytatódnia kell annak érdekében, hogy a makrofág folyamatosan elegendő új sejtfelszíni membránnal rendelkezzen ahhoz, hogy nagyon gyorsan meg tudjon enni egy második elhalt sejtet" - mondja Dr. Tabas. "Ez a kulcs."

Az érelmeszesedés, a szívinfarktus és agyvérzés leggyakoribb oka, egy példa egy olyan betegségre, ahol minden, ami megzavarja az efferocitózist, pusztító lehet, és a kutatók azt találták, hogy az érelmeszesedés súlyosbodik egerekben, amikor a mitokondriális hasadás leáll. Hasadás nélkül az artériák makrofágjai hibásak voltak az efferocitózisban, és elhalt sejtek és gyulladás gyűlt össze, a szívrohamot okozó elváltozások minden jellemzője.

"Kihasználva az új útból tanultakat, reméljük, hogy végül képesek leszünk átprogramozni a makrofágokat, hogy jobbak legyenek az efferocitózisban" - mondja Dr. Tabas. „Ez pedig játékváltó lehet olyan betegségek kezelésében és megelőzésében, mint az érelmeszesedés, a lupus, sőt a krónikus tüdőbetegség.

Témák

Hivatkozások

A többi szerző Ying Wang (CUMC), Manikandan Subramanian (CUMC és CSIR-Genomikai és Integratív Biológiai Intézet, New Delhi, India), Arif Yurdagul Jr. (CUMC), Valéria C. Barbosa-Lorenzi (Weill Cornell Orvosi Főiskola), Bishuang Cai (CUMC), Jaime de Juan-Sanz (Weill Cornell Orvosi Főiskola), Timothy A. Ryan (Weill Cornell Orvosi Főiskola), Masatoshi Nomura (Kyushu Egyetem, Japán), Frederick R. Maxfield (Weill Cornell Orvosi Főiskola).

A tanulmányt az NIH finanszírozta (5P30DK063608, S10OD020056, T32HL007343-28, R37NS036942, R01HL093324, R01HL075662, R01HL127464, R01HL132412); Amerikai Szív Szövetség elődoktori képzési támogatás 11PRE7450075; az American Heart Association posztdoktori ösztöndíja; és a KAKENHI 26461383 támogatás a Japán Tudománytámogató Társaság részéről.

A kutatók nem számoltak be pénzügyi vagy egyéb összeférhetetlenségről.