Ученые выяснили, как старение кожи запускает хроническое воспаление

С возрастом кожа хуже восстанавливается после повреждений, слабее защищает организм и теряет эластичность. Одной из причин таких изменений может быть хроническое воспаление, которое вместо помощи начинает мешать нормальной работе клеток. Исследователи из Института биомедицинских исследований в Барселоне (Испания) решили выяснить, какие молекулярные механизмы стоят за этим процессом.

Сравнение молодой и старой кожи

Ученые сравнили работу клеток эпидермиса молодых и старых мышей. Они обращали внимание на активность генов в течение суток, чтобы учесть влияние биологических часов. В результате в старой коже обнаружили 118 генов, связанных с воспалением, причем только четыре из них заметно меняли активность за 24 часа. Это говорит о том, что возрастная воспалительная программа работает постоянно, а не подчиняется суточным ритмам.

Затем исследователи сосредоточились на белке BMAL1 — главном регуляторе биологических часов, который также помогает поддерживать нормальное состояние эпидермиса. Оказалось, что у молодых мышей BMAL1 связывается с участками ДНК, которые регулируют гены, необходимые для нормальной работы кожи. Однако с возрастом он все чаще перемещается к энхансерам — участкам ДНК, усиливающим активность генов воспалительного ответа.

Роль белка YAP и воспалительных сигналов

Вторым ключевым участником оказался белок YAP, который помогает клеткам реагировать на механические изменения окружающей ткани. В старой коже YAP активировался сильнее, а в ядрах клеток он взаимодействовал с BMAL1. Вместе они связывались с энхансерами генов, связанных с воспалением, включая Casp1, Casp4, Il33 и Ptgs2.

Интересно, что одной жесткости ткани было недостаточно для запуска этого процесса. Когда ученые искусственно увеличили жесткость среды, YAP активировался, но его связывание с ДНК не было таким же, как при естественном старении. Тогда они обратили внимание на воспалительный сигнал IL-17: блокирование этого сигнала у старых мышей уменьшало активацию YAP. Значит, возрастная активация YAP зависит как от механических изменений, так и от хронического воспаления.

В результате исследователи предложили новую модель старения кожи. В молодой коже BMAL1 поддерживает нормальную работу эпидермиса. Но с возрастом ткань становится жестче, воспалительные сигналы усиливаются, и BMAL1 с YAP начинают работать вместе на новых участках ДНК, усиливая активность генов воспаления, многие из которых связаны с системой NF-kB — главным регулятором воспалительных процессов.

Хотя работа проводилась на мышах, ее результаты могут помочь в поиске новых способов замедлить возрастные изменения кожи. Однако до готового лечения еще далеко. Тем не менее выявленная связь между старением, структурой хроматина и воспалением открывает новые перспективы для исследований в области геронтологии и дерматологии.