«Гормон любви» стимулирует восстановление клеток сердца
Окситоцин выполняет множество функций в организме. Но оказалось, что он еще и лечит сердечные раны
Нейрогормон окситоцин хорошо известен тем, что способствует развитию социальных связей и вызывает приятные чувства, например, от искусства, физических упражнений или секса. Но у гормона есть много других функций: он регулирует лактацию и сокращений матки у женщин, регулирует эякуляции, транспорт спермы и выработку тестостерона у мужчин.
Теперь исследователи из Мичиганского государственного университета показали, что в культурах клеток рыбок данио и человека окситоцин выполняет еще одну неожиданную функцию: он стимулирует стволовые клетки, полученные из внешнего слоя сердца (эпикарда), мигрировать в его средний слой (миокард) и там развиваться в кардиомиоциты. Это мышечные клетки, которые генерируют сердечные сокращения.
«Мы показываем, что окситоцин - "гормон любви", — способен активировать механизмы восстановления сердца у рыбок данио и в культурах клеток человека. Это открывает новые возможности для лечения регенерации сердца у людей», — говорит Айтор Агирре, ведущий автор исследования.
Кардиомиоциты
Кардиомиоциты обычно отмирают в большом количестве после сердечного приступа. Поскольку это узкоспециализированные клетки, они не восполняются. Но предыдущие исследования показали, что в эпикарде есть клетки, которые могут подвергаться перепрограммированию и становятся стволовыми клетками. Они называются клетками-предшественниками, происходящими из эпикарда (EpiPC). Они могут регенерировать не только кардиомиоциты, но и другие типы клеток сердца.
К сожалению для нас, сами клетки EpiPC, так нужные для регенерации сердца человека, в естественных условиях восстанавливают крайне медленно.
Рыбки данио могут научить восстанавливать сердце
Рыбки данио обладают способностью к регенерации любых органов, включая мозг, сетчатку, внутренние органы, кости и кожу. Они не страдают от сердечных приступов. Но если хищник откусит любой орган, даже сердце, рыбки данио могут заново его вырастить, если оно утрачено на четверть. Это осуществляется частично за счет размножения кардиомиоцитов, но также и за счет EpiPC. Почему EpiPC у рыбок данио так эффективно восстанавливают сердце? И можем ли мы найти «волшебную пулю» у рыбок данио, которая могла бы искусственно повысить выработку EpiPC у людей?
Да, и эта «волшебная пуля» оказывается окситоцином, утверждают авторы.
Они обнаружили, что у рыбок данио в течение трех дней после криоповреждения сердца, вызванного замораживанием, экспрессия матричной РНК окситоцина в головном мозге увеличивается до 20 раз. Они также показали, что этот окситоцин затем перемещается в эпикард рыбок данио и связывается с рецептором окситоцина, запуская молекулярный каскад, который стимулирует локальные клетки к расширению и развитию в EpiPCs. Эти новые EpiPCs затем мигрируют в миокард рыбок данио, чтобы развиться в кардиомиоциты, кровеносные сосуды и другие важные клетки сердца. И результате все что потеряно восстанавливается!
Клетки человека похожи на клетки рыбок
Авторы показали, что окситоцин оказывает аналогичное действие на ткани человека in vitro. Причем только окситоцин. Ни один из 14 других протестированных учеными нейрогормонов не стимулирует культуры стволовых клеток человека к превращению в EpiPC.
Окситоцин увеличивает производство EpiPC вдвое. И наоборот, генетический нокдаун рецептора окситоцина прекращает активацию клеток EpiPCs человека в культуре.
Агирре сказал: «Вполне вероятно, что стимуляция окситоцином производства EpiPC в значительной степени эволюционно законсервирована у людей. Окситоцин широко используется в клинике в самых разных случаях, поэтому его назначение пациентам с повреждением сердца не является проблемой. Даже если регенерация сердца будет лишь частичной, польза может быть огромной. Нам нужно посмотреть на окситоцин у людей после травмы сердца. Сам окситоцин недолговечен в кровообращении, поэтому его действие на людей может быть затруднено. В целом, для продвижения вперед необходимы доклинические испытания на животных и клинические испытания на людях».