Старение перепрограммирует генетическую активность кожи и способствует воспалению, показывает исследование

С возрастом кожа теряет часть своей способности к регенерации, заживлению ран и поддержанию эффективного барьера против внешнего мира. Одной из причин этого ухудшения является слабовыраженное, стойкое возрастное воспаление, однако механизмы, поддерживающие эту реакцию в клетках кожи, пока не полностью изучены.

Исследование, возглавляемое д-ром Гиомаром Соланасом из Института исследований Sant Joan de Déu, Детского центра онкологии Барселоны, и д-ром Сальвадором Азнаром Бенитахом, описывает молекулярный механизм, объясняющий этот процесс.

Во время старения два белка, называемые BMAL1 и YAP, изменяют характер взаимодействия друг с другом и повышают активность воспалительных генов в эпидермисе - самом внешнем слое кожи. Работа опубликована в журнале Nature Aging.

"Наши результаты показывают, что во время старения механизмы, которые обычно поддерживают гомеостаз эпидермиса, изменяют свою функцию и начинают усиливать воспаление", - объясняет Азнар Бенитах, исследователь ICREA и руководитель лаборатории стволовых клеток и рака в IRB Barcelona.

BMAL1 известен тем, что является частью циркадного ритма, который координирует многочисленные процессы в организме на протяжении дня. YAP помогает клеткам адаптироваться к физическим изменениям в их окружении. Исследование показывает, что оба белка взаимодействуют в эпидермисе независимо от суточных ритмов. Во взрослой коже это взаимодействие способствует сохранению идентичности и надлежащего функционирования клеток кожи.

С возрастом изменения жесткости кожи, наряду с увеличением воспалительных сигналов, заставляют оба белка сосредоточиться в областях ДНК, которые контролируют воспалительные гены, и повышают их активность.

Это открытие основывается на исследовании той же лаборатории, опубликованном в 2023 году. В той работе команда определила IL-17 как ключевой воспалительный сигнал при старении кожи. У мышей временная блокада этого белка снижала стойкое воспаление и замедляла некоторые признаки, связанные со старением кожи.

Новое исследование показывает, что происходит внутри клеток эпидермиса, когда они получают этот сигнал, который исходит от иммунных клеток в дерме - более глубоком слое кожи. Согласно экспериментам, IL-17 способствует активации YAP. Когда команда блокировала IL-17 у старых мышей, активность, связанная с YAP, и экспрессия изученных воспалительных генов также снижались.

"В 2023 году мы определили IL-17 как ключевой сигнал при старении кожи. Теперь мы открыли, как клетки эпидермиса реагируют на этот сигнал и усиливают воспаление", - объясняет Júlia Bonjoch, первый автор исследования.

Это открытие проясняет, как старение и воспаление связаны в коже. Следующим шагом будет изучение того, можно ли безопасно регулировать этот механизм без компрометирования существенных функций эпидермиса.

В этом исследовании также участвовали исследователи из Института молекулярной биомедицины Макса Планка в Мюнстере, Германия.