Ученые выяснили, что выработка липидов клеткой может играть ключевую роль в определении ее функций. Это было показано на клетках кожи — фибробластах. Исследование опубликовано в журнале Science.
Ученое сообщество уже несколько десятилетий задается вопросом «судьбы клеток»: каким образом клетка «решает», какие функции ей выполнять? Каждый многоклеточный организм состоит из клеток разных типов, которые, выполняя разные функции, поддерживают единую систему организма. В то же время клетки одного типа могут выполнять разные функции. Хорошим примером являются фибробласты. Это клетки, которые образуют дерму — участок кожи между верхним слоем эпидермиса и нижним слоем жира. Фибробласты могут участвовать в заживлении ран, ремоделировании внеклеточного матрикса или в развитии фиброза. Исследователи посвятили много времени изучению «судьбы клеток», однако они обращали внимание в основном на внеклеточные сигналы. При этом мало внимания уделялось внутриклеточным процессам.
Теперь швейцарские ученые сосредоточились на выработке липидов фибробластами. Чтобы разделить клетки по липидомам — профилям синтезируемых молекул, они использовали два метода. Масс-спектрометрия высокого разрешения позволила исследователям визуализировать распределение определенных липидов в каждой клетке. Благодаря секвенированию мРНК одиночных клеток ученые смогли определить транскриптом (профиль экспрессии генов) каждого фибробласта, а затем выделить транскрипционные субпопуляции.
На основе полученных данных исследователи выделили несколько липотипов — групп липидных молекул. Каждый липотип соответствовал определенным транскрипционным субпопуляциям in vitro и фибробластам из разных слоев кожи in vivo. Далее ученые занялись поиском маркеров, которые можно использовать для выявления разных липотипов. Оказалось, что такими маркерами могут выступать сфинголипиды — производные алифатических аминоспиртов. Они участвуют в межклеточной коммуникации, а также образуют барьеры на мембране клеток для их защиты.
Ученые сделали вывод о том, что разные липотипы влияют на то, как клетки реагируют на внешние стимулы из их микроокружения. Исследователи даже заявили, что можно полностью репрограммировать клетку, просто изменив состав сфинголипидов в ней.
Наконец, сигнальные пути и пути, определяющие синтез липидов, не зависят от других метаболических процессов в клетках. Именно эти пути связаны с разницей в метаболизме и экспрессии генов в фибробластах. Ключевой молекулой при этом является FGF2 — фактор роста фибробластов. Это сигнальный белок, который участвует во множестве процессов: эмбриональное развитие, рост клеток, их морфогенез, восстановление тканей, рост и инвазия опухолей. Как выяснили ученые, сфинголипиды регулируют сигналы FGF2. Две разных молекулы сфинголипидов являются положительными и отрицательными регуляторами FGF2.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
