Исследование показало, что окситоцин обладает лечебными свойствами для сердца.
Исследователи обнаружили, что окситоцин, иногда называемый «гормоном любви», однажды может помочь исцелить поврежденное сердце после сердечного приступа.
Нейрогормон окситоцин широко известен тем, что способствует развитию социальных связей и вызывает приятные чувства, например, связанные с сексом, физическими упражнениями или искусством. Однако у гормона есть ряд других функций, таких как регуляция лактации и сокращений матки у женщин, а также регуляция эякуляции, транспорта спермы и выработки тестостерона у мужчин.
Теперь ученые из Мичиганский государственный университет продемонстрировали, что окситоцин выполняет еще одну, ранее неизвестную функцию в культурах клеток рыбок данио и человека: он стимулирует стволовые клетки из внешнего слоя сердца (эпикарда) мигрировать в его средний слой (миокард), где они развиваются в кардиомиоциты, мышечные клетки. которые вызывают сердечные сокращения. Это открытие однажды может быть использовано для ускорения регенерации человеческого сердца после сердечного приступа. Выводы ученых недавно были опубликованы в журнале Границы клеточной биологии и биологии развития.
«Здесь мы показываем, что окситоцин, нейропептид, также известный как гормон любви, способен активировать механизмы восстановления сердца в поврежденных сердцах у рыбок данио и в культурах клеток человека, открывая дверь для потенциальных новых методов лечения регенерации сердца у людей», — сказал доктор. Айтор Агирре, доцент кафедры биомедицинской инженерии Мичиганского государственного университета и старший автор исследования.
Стволоподобные клетки могут пополнять кардиомиоциты
После сердечного приступа кардиомиоциты часто отмирают в большом количестве. Они не могут пополняться, так как являются узкоспециализированными клетками. Предыдущие исследования, однако, показали, что подгруппа клеток в эпикарде может быть перепрограммирована, чтобы стать стволовыми клетками, известными как эпикардиальные клетки-предшественники (EpiPC), которые могут регенерировать не только кардиомиоциты, но и другие виды клеток сердца.
«Думайте о EpiPC как о каменщиках, которые ремонтировали соборы в Европе в средние века», — объяснил Агирре.
К сожалению, в естественных условиях производство ЭпиПК малоэффективно для регенерации сердца человека.
Рыбки данио могут научить нас более эффективно регенерировать сердце
Войдите в рыбок данио: известных своей необычайной способностью к регенерации органов, включая мозг, сетчатку, внутренние органы, кости и кожу. Они не страдают от сердечных приступов, но многие его хищники с удовольствием откусывают любой орган, включая сердце, поэтому рыбки данио могут заново вырастить свое сердце, даже если оно утрачено на четверть. Это осуществляется частично за счет пролиферации кардиомиоцитов, но также и за счет EpiPC. Но как EpiPC 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.
Чтобы прийти к этому выводу, авторы обнаружили, что у рыбок данио в течение трех дней после криотравмы – повреждения вследствие замораживания – в сердце экспрессия мессенджера
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute=””>РНК[{“attribute=””>RNA для окситоцина увеличивается до 20 раз в головном мозге. 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, чтобы заменить те, которые были потеряны.
Аналогичный эффект на культурах тканей человека
Важно отметить, что авторы показали, что окситоцин оказывает аналогичное действие на ткани человека in vitro. Окситоцин, но ни один из 14 других нейрогормонов, протестированных здесь, стимулирует культуры индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека (hIPSC) к превращению в EpiPC со скоростью, в два раза превышающей базовую: гораздо более сильный эффект, чем другие молекулы, ранее показавшие, что они стимулируют выработку EpiPC у мышей. Наоборот, генетический нокдаун рецептора окситоцина предотвращает регенеративную активацию EpiPCs человека в культуре. Авторы также показали, что связь между окситоцином и стимуляцией EpiPCs является важным «сигнальным путем TGF-β», который, как известно, регулирует рост, дифференцировку и миграцию клеток.
Агирре сказал: «Эти результаты показывают, что вполне вероятно, что стимуляция окситоцином производства EpiPC в значительной степени эволюционно сохраняется у людей. Окситоцин широко используется в клинике и по другим причинам, поэтому его повторное назначение пациентам после повреждения сердца не представляет большой сложности. Даже если регенерация сердца будет лишь частичной, польза для пациентов может быть огромной».
Агирре заключил: «Далее нам нужно посмотреть на окситоцин у людей после травмы сердца. Сам по себе окситоцин недолговечен в циркуляции, поэтому его действие на человека может быть затруднено из-за этого. В этих условиях могут быть полезны препараты, специально разработанные с более длительным периодом полувыведения или большей эффективностью. В целом, для продвижения вперед необходимы доклинические испытания на животных и клинические испытания на людях».
Ссылка: «Окситоцин способствует активации эпикардиальных клеток и регенерации сердца после травмы сердца», авторы Аарон Х. Вассерман, Аманда Р. Хуанг, Джонатан Р. Льюис-Исраэли, Маккенна Д. Дули, Эллисон Л. Митчелл, Манигандан Венкатесан и Айтор Агирре, 30 сентябрь 2022 г., Границы клеточной биологии и биологии развития.
DOI: 10.3389/fcell.2022.985298
Исследование финансировалось Национальными институтами здравоохранения, Американской кардиологической ассоциацией и фондом «Спектр-МГУ».
