Исследователи из Израиля обнаружили белок, который отвечает за передачу информации от одной клетки к другой, что позволяет стрессовым реакциям внутри одной клетки распространяться на соседние, нарушая их функции. Полученные результаты, опубликованные в журнале Cell Metabolism, могут иметь значение в патогенезе ряда метаболических заболеваний, включая ожирение, диабет и неалкогольную жировую болезнь печени (НАЖБП).
Механизм действия указанного белка, названного Сх43, был изучен на клетках печени мышей. Примечательно, что животные, лишенные Cx43, были защищены от инсулинорезистентности, нарушения толерантности к глюкозе и НАЖБП.
«Мы обнаружили, что когда клетка печени, подвергшаяся стрессовому воздействию, передает информацию соседним клеткам, транслируемые сигналы вызывают серьезные нарушения, которые могут привести к метаболическим заболеваниям», - сказал профессор Гекхан Хотамишлигил, один из авторов исследования.
Предыдущее исследование по данной проблеме продемонстрировало, что у животных и людей с ожирением в ткани печени наблюдаются признаки молекулярного стресса и нарушения функции эндоплазматического ретикулума. Однако было сложно понять, почему организм не противодействует метаболическим нарушениям. В ходе настоящего исследования впервые обнаружено, что если небольшая группа клеток в печени испытывает стресс, он быстро распространяется на остальную ткань, подавляя естественные защитные силы организма.
В рамках научного эксперимента исследователи сначала изучали клетки, чтобы выделить те, в которых наблюдаются признаки метаболического стресса, и те, которые их не имеют. Оказалось, что пораженные клетки способны передавать сигналы стресса соседним здоровым.
Затем команда исследователей сосредоточила внимание на клетках печени мышей. Они экспериментально индуцировали стресс в них и наблюдали увеличение концентрации и функциональной активности белка Сх43. По мере увеличения активности Cx43 в этих клетках возрастала их способность передавать сигналы стресса соседним.
Результаты экспериментов на мышах продемонстрировали, что нерациональное питание и ожирение приводят к метаболическому стрессу внутри клеток, который, в свою очередь, увеличивает содержение и активность Cx43. У специально выведенной линии мышей с нокаутированным Cx43 диета с высоким содержанием жиров не вызывала стресса в эндоплазматическом ретикулуме клеток печени. Другими словами, животные были защищены от инсулинорезистентности, нарушения толерантности к глюкозе и НАЖБП.
Исследователи пришли к выводу о том, что межклеточная коммуникация играет важную роль в распространении стрессовых сигналов, а прекращение их передачи может быть потенциальным подходом к профилактике и лечению инсулинорезистентности и НАЖБП.