Группа исследователей обнаружила новый тип клеток, которые выполняют важную функцию в организме млекопитающих. Клетки получили название «липохрящевых». Они выполняют важную роль в организме смягчая жесткость хрящей.
Найдены жировые клетки, которые являются «пузырьковой защитой» организма
Группа исследователей обнаружила новый тип клеток в организме млекопитающих. Клетки получили название «липохрящевых». Они выполняют важную роль в организме, смягчая жесткость хрящей.
Зеленым красителем помечены клетки липохряща из уха крысы. Plikus lab, Univ. California, Irvine
Самое удивительное, что впервые эти клетки были описаны еще 160 лет назад, но ученые долгое время считали, что речь идет об обычных жировых клетках. И только сейчас выяснилось, что это новый тип клеток, который встречается у млекопитающих и сумчатых, а отсутствует, например, у рептилий. Ухо и нос растягиваются отчасти благодаря клеткам «пузырьковой пленки», которые обеспечивают дополнительную амортизацию и структурную поддержку различным частям тела.
Клетки липохряща, которые встречаются у многих млекопитающих и были выращены из стволовых клеток человека, впервые полностью описаны в исследовании, опубликованном в журнале Science.
Крупные, но долгое время остававшиеся незамеченными
Липохрящевые клетки «прятались» буквально перед глазами более 160 лет. В 1857 году немецкий зоолог Франц фон Лейдиг сообщил, что хрящевая ткань в ухе крысы содержит крупные клетки, наполненные запасами липидов — описание, которое также применимо к жировым клеткам. Но классические клетки хряща, называемые хондроцитами, меньше жировых клеток и не имеют липидных хранилищ. Они вырабатывают молекулы, которые объединяются в жесткую решетку, называемую внеклеточным матриксом, который обеспечивает структуру и поддержку хрящевой ткани.
Липидосодержащий хрящ млекопитающих. В отличие от обычного хряща, форма и функции липидонаполненного хряща обусловлены наличием гигантских липидных вакуолей (в центре).
Чтобы понять форму и функции заполненных жиром клеток хряща, Максим Пликус, биолог из Калифорнийского университета в Ирвайне, и его коллеги изучили их под микроскопом и проанализировали их биохимию и биомеханику. Команда обнаружила, что эти клетки имеют огромные внутриклеточные структуры, называемые вакуолями, которые заполнены липидами. В результате под микроскопом клетки «выглядят как переливающиеся жемчужины», — говорит Пликус.
Но исследователи заметили, что эти клетки не выделяют тех сигнальных белков, которые обычно выделяют жировые клетки, и что их схемы активации генов напоминают скорее хондроциты, чем жировые клетки. Самым поразительным отличием, по словам Пликуса, было то, что когда исследователи кормили мышей либо низкокалорийной, либо высокожировой диетой, клетки оставались примерно одного размера, тогда как обычные жировые клетки в ответ на это либо уменьшались, либо раздувались. Это позволило предположить, что липохрящевые клетки не выполняют метаболическую функцию — в отличие от жировых клеток, которые играют центральную роль в обмене веществ.
Вместо этого большие запасы липидов внутри липохрящевых клеток служат для того, чтобы сделать хрящевую ткань менее жесткой. Хондроциты, говорит Пликус, обеспечивают структуру, создавая внеклеточный матрикс, похожий на упаковочную пену, состоящую из плотного массива мелких пустот с твердыми стенками. А клетки липохряща похожи на пузырьковую пленку, в которой для амортизации используются большие, заполненные воздухом карманы.
Липохрящевые клетки встречаются в тканях, которые испытывают значительные биомеханические нагрузки, и в тех, которые участвуют в восприятии звуков, так что вполне возможно, что клетки помогают при обработке звуковой информации.
Исследователи изучили в общей сложности 65 видов животных. Они обнаружили липохрящевые клетки у различных млекопитающих и сумчатых, но не у амфибий, рептилий или птиц, а это значит, что эти клетки могут помочь ученым понять, как у млекопитающих развились уникальные типы клеток. Эти клетки могут быть использованы и в клинических целях, в частности, для восстановления хряща, заключают авторы.