Зуб лабораторной мыши позволит по-новому взглянуть на процесс регенерации тканей

Как известно, передние зубы мышей, как и всех грызунов, растут всю жизнь, помогая своим хозяевам грызть, рыть и защищаться от врагов. А вот как у них это получается?

Ученые надеются когда-то научиться управлять стволовыми клетками, чтобы с их помощью лечить ожоги, раны и прочие дефекты человеческого тела. Реализация этой мечты год от года становится все ближе, но исследователей по-прежнему озадачивает нерешенные вопросы. Один из центральных – как стволовые клетки «узнают», что им пора делиться и специализироваться, превращаясь в обычные клетки человеческих органов. Ответить на этот вопрос ученым поможет замечательный орган — резец лабораторной мышки.

По мере износа и уменьшения зуба пул стволовых клеток у основания резца наращивает его сзади. Синхронно с этим зуб выдвигается вперед. Процесс сильно смахивает на выдвижение грифеля из механического карандаша, с той разницей, что карандашный грифель когда-то закончится. Здесь же зуб по мере выдвижения нарастает и именно этой частью процесса занимались ученые.

«Когда мы становимся старше, наши зубы изнашиваются, а в природе, когда у вас больше нет зубов, вы умираете. Поэтому мыши и многие другие животные, от слонов до некоторых приматов, могут непрерывно наращивать зубы», – говорит профессор Офир Клейн (Ophir Klein) из Калифорнийского университета в Сан-Франциско.

В новой статье, опубликованной онлайн в журнале Cell Stem Cell, авторы описывают сигналы, поступающие от окружающих тканей и запускающие процесс размножения стволовых клеток и их трансформации в зрелую ткань зуба.

«Мы обычно думаем, что стволовые клетки реагируют на химические сигналы, чтобы начать размножаться и дифференцироваться, но здесь налицо захватывающее взаимодействие между физической средой и клетками, которое побуждает их участвовать в формировании тканей растущего зуба», – говорит Джимми Ху (Jimmy Hu), один из авторов статьи.

Клетки, находящиеся на разных стадиях превращения из стволовых в обычные клетки зубной ткани, можно опознать по разным цветам флюоресценции. Фото Ophir Klein Lab

Ху и его коллеги обнаружили, что процессы роста и дифференциации, кратко именуемые пролиферацией, непосредственно запускают интегрины – протеины, дислоцированные в клеточных мембранах и связывающие клетки с окружающей тканью.

«Наши данные ясно показывают, что по мере того, как стволовые клетки перемещаются в область пролиферации, они наращивают производство интегрина, который позволяет им взаимодействовать с внеклеточными молекулами», – говорит Ху.

Пока неясно, какие именно факторы заставляют клетки вести себя подобным образом, но авторы предполагают, что они могут каким-то образом обнаруживать перемещение в область, где идет наращивание задней части зуба. Этот сигнал может быть основан на изменениях жесткости тканей или физических сил, тянущих и толкающих клетки.