Ваша кожа имеет встроенную защиту от рака, и солнечный свет отключает ее.

В новом исследовании в Природные коммуникацииУченые из Чикагского университета сообщают, как длительное воздействие ультрафиолетового (УФ) излучения может вызвать воспалительные реакции в клетках кожи, разрушая ключевой белок под названием YTHDF2. Этот белок действует как привратник, который помогает предотвратить превращение нормальных клеток кожи в раковые. Исследователи показали, что YTHDF2 играет центральную роль в контроле метаболизма РНК, благодаря чему клетки остаются здоровыми, и их работа указывает на возможные новые стратегии предотвращения и лечения рака кожи.

УФ-излучение, воспаление и рост случаев рака кожи

Ежегодно почти 5,4 миллионам человек в США диагностируют рак кожи, и более 90% этих случаев связаны с чрезмерным воздействием ультрафиолета. УФ-излучение может повредить ДНК и вызвать окислительный стресс в клетках кожи, что, в свою очередь, вызывает воспаление, вызывающее знакомое покраснение, боль и образование волдырей, характерных для солнечных ожогов.

«Мы заинтересованы в том, чтобы понять, как воспаление, вызванное воздействием ультрафиолета, способствует развитию рака кожи», — сказал Ю-Ин Хэ, доктор философии, профессор медицины отделения дерматологии Чикагского университета.

РНК, или рибонуклеиновая кислота, — это важнейшая молекула, которая помогает переводить генетическую информацию в белки. Одна важная группа молекул РНК, известная как некодирующие РНК, регулирует активность генов, не создавая при этом белков. Эти некодирующие РНК обычно выполняют свои функции либо в ядре, где расположена ДНК клетки, либо в цитоплазме, где происходит большинство клеточных процессов.

Как YTHDF2 помогает защитить клетки кожи

Его лаборатория занимается изучением того, как стрессовые факторы окружающей среды, в том числе УФ-излучение и мышьяк в питьевой воде, нарушают молекулярные пути и повреждают клеточные системы, вызывая рак. В своих экспериментах команда проверила несколько ферментов и обнаружила, что воздействие ультрафиолета значительно снижает количество YTHDF2 в клетках. YTHDF2 — это белок-«читатель», который специфически распознает последовательности РНК, помеченные химической модификацией, называемой N6-метиладенозин (m6A).

«Когда мы удалили YTHDF2 из клеток кожи, мы увидели, что воспаление, вызванное УФ-излучением, было намного хуже», — сказал он. «Это говорит о том, что белок YTHDF2 играет ключевую роль в подавлении воспалительных реакций».

Воспаление жизненно важно для защиты организма от инфекций, но если его не контролировать тщательно, оно может привести к серьезным заболеваниям, включая рак. Однако детальные молекулярные механизмы, которые контролируют эту реакцию после повреждения УФ-излучением, до сих пор полностью не изучены.

Некодирующая РНК, иммунные сенсоры и УФ-стресс

Используя подходы мультиомики и дополнительные клеточные тесты, исследователи показали, что YTHDF2 связывается с определенной некодирующей РНК под названием U6, которая несет модификацию m6A и классифицируется как малая ядерная РНК (мяРНК). Под воздействием ультрафиолетового стресса раковые клетки накапливали более высокие уровни мяРНК U6, и было обнаружено, что эти модифицированные РНК взаимодействуют с toll-подобным рецептором 3 (TLR3), иммунным сенсором, который, как известно, запускает воспалительные пути, связанные с раком.

Неожиданно эти взаимодействия произошли внутри структур, называемых эндосомами, клеточных компартментов, которые обычно помогают перерабатывать материалы, а не содержат мяРНК U6.

«Мы потратили много времени, выясняя, как эти некодирующие РНК попадают в эндосому, поскольку они обычно находятся не там», — объяснил он. «Впервые мы показали, что белок под названием SDT2 транспортирует U6 в эндосому, а YTHDF2 перемещается вместе с ним».

Система клеточного наблюдения за чрезмерным воспалением

Как только YTHDF2 и модифицированная m6A РНК U6 достигают эндосомы, YTHDF2 предотвращает активацию РНК TLR3. Когда YTHDF2 отсутствует, например, после повреждения, вызванного УФ-излучением, РНК U6 может свободно связываться с TLR3 и вызывать вредные воспалительные реакции.

«Наше исследование открывает новый уровень биологической регуляции — систему наблюдения через YTHDF2, которая помогает защитить организм от чрезмерного воспаления и воспалительного повреждения», — сказал он.

Этот недавно описанный путь предлагает потенциальные стратегии предотвращения или лечения рака кожи, вызванного УФ-излучением, путем воздействия на взаимодействие между РНК и белками, которые контролируют воспаление.

Исследование «YTHDF2 регулирует метаболизм самонекодирующих РНК для контроля воспаления и онкогенеза» было поддержано грантами Национального института здравоохранения, Комплексного онкологического центра Чикагского университета, Центра здоровья и окружающей среды ChicAgo (CACHET) и Благотворительного фонда друзей дерматологии Чикагского университета.

Среди других авторов — Сынвон Ян, Ян-Хонг Цуй, Хайся Ли, Цзянбо Вэй, Гаён Пак, Мин Сун, Мишель Вергезе, Эмма Уилкинсон, Тереза Нам, Линнея Луиза Лунгстром, Сяолун Цуй, Тэ Ён Рю, Цзин Чен, Марк Биссоннетт и Чуан Хэ из Чикагского университета.