Нарушение циркадного ритма как фактор риска заболеваний

Ученые сообщают, что новый механизм хронометрирования в клетках печени, который помогает поддерживать ключевые задачи органа, может способствовать заболеваниям, когда нарушается его естественный ритм.

Эта двойная функция белка ядерного рецептора HNF4A предлагает потенциальное объяснение таких заболеваний, как диабет и рак. Это также помогает объяснить, почему такие болезни чаще встречаются у людей, живущих с нарушенным сном, в том числе ночных рабочих, городских жителей и международных пилотов.

Циркадные ритмы руководствуются внутренними часами в клетках, которые позволяют организмам адаптироваться к ночным и дневным циклам. Нарушение этого цикла может привести к проблемам со здоровьем у людей, поэтому ученые изучают поведение клеток, чтобы увидеть, как прерванные часы могут вызывать заболевания - важный шаг к целенаправленному лечению.

«Эпидемиологические исследования постоянно выявляют все большую связь между современным образом жизни и нашими внутренними биологическими часами, и когда они столкнутся, это может привести к развитию таких заболеваний, как ожирение и рак молочной железы», - сказал Стив Кей, профессор неврологии, биомедицинской инженерии и биологических наук в Центре конвергентных биологических наук Университета им. С.С. Майкельсона. «Это исследование выходит за рамки эпидемиологии, чтобы изучить механизмы нарушения циркадного ритма как фактора риска некоторых заболеваний».

Исследовательская работа опубликована в трудах Национальной академии наук. Это одна из первых работ, поступивших от ученых, работающих в новом Центре им. Майкельсона.

Ученые сосредоточились на HNF4A, хорошо известном белке, который, как полагают, участвует в эмбриональном развитии печени, почек и кишечника. Команда исследовала клетки печени и толстой кишки, полученные от мышей и людей, и неожиданно обнаружила, что HNF4A тесно связан с циркадными часами в этих органах. Они обнаружили, что белок подавляет действие BMAL1, которые действуют как ключевые молекулярные винтики, которые управляют циркадными ритмами у млекопитающих.

В ядре клетки ядерные рецепторы получают химические сигналы от клетки и вступают в партнерские отношения с другими белками, чтобы высвободить специфические гены, которые регулируют развитие клеток, гомеостаз и метаболизм. Рецепторы действуют на перекрестке клеточных схем, интегрируя информацию, необходимую для нормальной функции клетки. Ядерные рецепторы являются потенциальными мишенями для лекарств для борьбы с заболеваниями, включая нарушения репродуктивной функции, воспаление, рак, диабет, сердечно-сосудистые заболевания и ожирение. Исследователи впервые обнаружили, что циркадные часы модулируют ежедневные циклы классических функций HNF4A как ядерного рецептора.

«Внутри камеры винтики часов универсальны, но стрелки часов специфичны для каждого органа, поэтому то, как часы работают в каждой камере, отличается», - объяснил Кей. «Итак, в печени, мы посмотрели на тканеспецифичные белки и обнаружили, что HNF4A связан с циркадными часами. Это новое открытие здесь и это большой скачок вперед ".

Менг Цю, научный сотрудник Центра Майкельсона и первый автор исследования, сказал: «Известно, что мутации в гене HNF4A способствуют развитию редкой наследственной формы диабета, называемой MODY1, и его нарушение регуляции экспрессии тесно связано с раком печени. Наше открытие предполагает, что нарушение работы часов может быть потенциальным механизмом и обеспечивает мост между циркадной регуляцией и развитием болезни ".

Кей добавил: «Исследование поможет нам понять, как нарушение нашего высокоразвитого циркадного образа жизни делает нас больными. Люди не приспособлены для ночных смен, ночных огней и межконтинентальных путешествий. Проблемы современной жизни для нашей циркадной системы представляют долгосрочную перспективу».

Источник: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/12/181211161519.htm