پروتئینی که نقش اساسی در انتشار سیگنال های استرس در میان سلول های کبدی دارد

18 دسامبر 2020- بر طبق تحقیقات جدید محققان دانشکده ی بهداشت عمومی Harvard T.H. Chan  و مرکز پزشکی شبا، یک پروتئین کلیدی در کانال های ارتباطی بین سلول ها می تواند اجازه دهد که واکنش استرس از یک سلول کبدی به سلولهای کبدی مجاورش در موش ها منتقل شود، و در نتیجه سلول های سالم دچار اختلال عملکرد شوند. این یافته ها می تواند برای طیف وسیعی از بیماری های متابولیک از جمله چاقی، دیابت و بیماری کبد چرب غیرالکلی(NAFLD) پیامهایی داشته باشد.

این مطالعه برای اولین بار نشان داد که پروتئینCx43 ، در گسترش سیگنال های استرس شبکه آندوپلاسمی (ER) در سلول های کبدی نقش دارد. محققان به این موضوع مهم اشاره کردند که موش هایی که Cx43 از کبد آنها حذف شده بود، در برابر مقاومت به انسولین، عدم تحمل گلوکز و NAFLD محافظت شدند.

یافته های این تحقیق در Cell Metabolism در 18 دسامبر سال 2020 منتشر شد.

پرفسور Gökhan Hotamışlıgil، نویسنده مسئول این مطالعه و استاد ژنتیک و متابولیسم و مدیر دانشکده ی هاروارد چان، و مرکز تحقیقات متابولیک Sabri Ülker، گفت: ما دریافتیم که هنگامی که یک سلول کبدی تحت استرس شروع به برقراری ارتباط با همسایگان خود می کند، می تواند سیگنال های استرس را به سلول های همسایه بفرستد، که باعث مشکلات مهمی می شود و می تواند منجر به بیماری کبد چرب و بیماری متابولیک شود. در اینجا، ما روشهای پیچیده ای را برای دنبال کردن سیگنالهای استرس مولکولی هنگام عبور از یک سلول به سلول دیگر توسعه دادیم و از همه مهمتر نشان دادیم که وقتی این سیگنالها در سلول مبدا متوقف گردند، می توان سلامت متابولیکی را حتی در شرایط نامساعد مانند چاقی، حفظ کرد.

تحقیقات قبلی محققان مرکزSabri Ülker ، نشان داده است که در حیوانات چاق و انسان، بافت کبد دچار استرس و اختلال عملکرد ER می شود. درک این که چرا این بافت قدرتمند موفق به انجام اقدامات متقابل برای کاهش این مشکل نمی شود، تاکنون چالش برانگیز بوده است. محققان در این مطالعه دریافتند هنگامی که گروه کوچکی از سلولهای کبدی دچار استرس می شوند، این استرس به سرعت به بقیه بافت ها از یک سلول به سلول دیگر گسترش می یابد که میزان استرس را بحدی بالا می برد که بیش از قدرت دفاع طبیعی این بافت است.

برای این مطالعه ی جدید، محققان ابتدا میلیاردها سلول را غربالگری کردند تا تعدادی سلول را پیدا کنند که به طور طبیعی استرس ER را نشان می دهند و برخی دیگر هیچ نشانه ای از استرس نداشته باشند. هنگامی که آنها را در کنار یکدیگر رشد دادند، سلولهای تحت استرس، سیگنالهای استرس را به سلولهای سالم منتقل کردند. این گروه سپس روی سلولهای کبدی جدا شده از موش تمرکز کردند. آنها به طور آزمایشی استرسER را در این سلول ها ایجاد کردند و مشاهده کردند که سطح و فعالیتCx43 ، افزایش می یابد. با افزایش فعالیت Cx43، این سلولها در مقایسه با سلولهایی که تحت استرس ER نبودند، توانایی انتقال سیگنالهای استرس به سلولهای مجاور را نشان دادند.

برای استفاده از این یافته های اولیه، تیم تحقیقاتی یک سری آزمایش بر روی موش ها انجام دادند و مشخص کردند که چاقی ناشی از رژیم غذایی منجر به استرس ER می شود که به نوبه خود باعث افزایش سطح و فعالیتCx43 می گردد. محققان سپس یک سری موش پرورش دادند که در آن Cx43 با دستکاری ژنتیکی از سلولهای کبدی آنها حذف شده بود. در این موش ها، یک رژیم غذایی پرچرب باعث ایجاد استرس ER در سلول های کبدی نگردید و حیوانات از مقاومت به انسولین، عدم تحمل گلوکز وNAFLD ، محافظت شدند.

دکتر Amir Tirosh، نویسنده مسئول و مدیر بخش غدد درون ریز، دیابت و متابولیسم در مرکز پزشکی شبا گفت: میزان چاقی در سطح جهانی در حال افزایش است و اطلاعات ما از عوارض مرتبط با آن، از جمله بیماری متابولیک و بیماری کبد چرب غیر الکلی ، کامل نیست. این مطالعه نشان می دهد که ارتباط سلول به سلول در گسترش سیگنال های استرس نقش مهمی دارد و نشان می دهد که توقف انتقال این سیگنال های استرس می تواند یک روش جذاب برای جلوگیری و درمان مقاومت به انسولین و NAFLD باشد.

منبع:

Tirosh, A., et al. (2020) Intercellular Transmission of Hepatic ER Stress in Obesity Disrupts Systemic Metabolism. Cell Metabolism. doi.org/10.1016/j.cmet.2020.11.009.

https://www.news-medical.net/news/20201218/A-protein-plays-key-role-in-the-spread-of-stress-signals-among-liver-cells.aspx