Дермальные фибробласты и старение кожи

С возрастом наши ткани утрачивают свои функции и теряют способность восстанавливаться после повреждения. В исследовании, опубликованном учеными из Института исследований в области биомедицины (IRB Barcelona) и Центра геномного регулирования (CNAG-CRG), объясняется, как дермальные фибробласты изменяют процесс старения кожи.

Основной вывод заключается в том, что фибробласты теряют свою клеточную идентичность, как будто они «забывают» то, какие они, и, следовательно, их активность изменяется, что непосредственно влияет на ткань. Исследование выявило клеточные и молекулярные пути, влияющие на старение, и предлагает манипулировать ими, чтобы задержать или даже изменить процесс старения кожи.

Кожа молодой мыши. На изображении показано поперечное сечение кожи с фибробластами (зеленым цветом). Толщина дермы и плотность фибробластов значительно выше у молодой кожи, чем у старых клеток кожи (синим цветом). Фото: M Salzer, IRB Barcelona CC-BY

Дермальные фибробласты – ключ для производства коллагена и других белков, содержащихся в коже, которые сохраняют барьерную функцию. Активность этих клеток также имеет решающее значение для восстановления повреждений кожи. С возрастом дерма теряет способность производить коллаген, и, следовательно, его способность восстанавливать раны также значительно ухудшается.

«У пожилых людей много проблем в этом отношении, потому что их кожа не заживает должным образом, а ее барьерные свойства уменьшаются, что увеличивает риск кожных инфекций и системных инфекций», – объясняет Сальвадор Азнар Бенита, исследователь из ICREA в IRB Barcelona и руководитель исследования. «То, что потеря клеточной идентичности является одной из основных причин старения, мы считаем очень интересным, и раньше мы ее не рассматривали», – заключает он.

Хольгер Хейн (Holger Heyn), руководитель группы CNAG-CRG и соавтор исследования, объясняет: «Новейшие технологии позволяют делать молекулярный анализ отдельных клеток. В этом исследовании мы применили передовые методы получения изображений фибробластов с высоким разрешением.”

Исследование, проведенное ученым IRB Barcelona PhD Марион Зальцер, показало, что во время старения фибробласты кожи начинают приобретать много черт, характерных для адипоцитов (жировых клеток). «Это приводит к тому, что они теряют свою клеточную идентификацию, а также прекращают производство и секретирование коллагена, так как должны», – объясняет Зальцер.

Однокамерный анализ подтвердил потерю фибробласт-идентичности у пожилых животных. Используя сложные вычислительные инструменты, ученые заметили, что у старых фибробластов наблюдается менее выраженная молекулярная конформация по сравнению с молодыми фибробластами и что «они напоминают неопределенные состояния клеток, наблюдаемые у новорожденных животных», – говорит Хейн.

Аснар Бенита отмечает, что это новое знание может иметь не только косметические применения, например, антивозрастное лечение кожи, но, что более важно, также терапевтические применения, направленные на то, чтобы помочь старой коже образовывать рубцовую ткань быстрее и эффективнее после поврежден или после операции.

Marion Claudia Salzer, Atefeh Lafzi, Antoni Berenguer-Llergo, Catrin Youssif, Andrés Castellanos, Guiomar Solanas, Francisca Oliveira Peixoto, Camille Stephan-Otto Attolini, Neus Prats, Mònica Aguilera, Juan Martín-Caballero, Holger Heyn, Salvador Aznar Benitah. 

Identity Noise and Adipogenic Traits Characterize Dermal Fibroblast Aging. 

Cell, 2018; DOI: 10.1016/j.cell.2018.10.012