Структура FGF1 

Американским ученым удалось добиться стойкой нормализации уровня глюкозы у мышей и крыс с диабетом путем единственной инъекции сигнальной молекулы в мозг. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Medicine.

Сотрудники Вашингтонского университета в Сиэтле с коллегами из других научных центров страны решили использовать фактор роста фибробластов 1 типа (FGF1), поскольку он связывается со всеми известными типами рецепторов к FGF, не требуя корецепторов (в предыдущих работах применяли FGF19 и FGF21, которые действуют не на все рецепторы и нуждаются в корецепторе β-Klotho; их подкожная инъекция приводила к нормальзации уровня глюкозы на несколько суток). В качестве модели сахарного диабета 2 типа использовали мышей и крыс с генетически запрограммированным дефицитом лептина.

В латеральный желудочек мозга животных однократно вводили три микрограмма FGF1, что в десять раз меньше, чем необходимо для гипогликемического эффекта при подкожной инъекции (такой путь введения обеспечивал эффект в течение 42 часов). Спустя шесть часов уровень глюкозы в крови животных снизился на четверть. Дальнейшее наблюдение за животными, ограниченными в пище и евшими досыта, показало, что через неделю после инъекции уровень сахара полностью нормализовался. Этот эффект сохранялся в течение 17 недель, после чего мониторинг прекратили, сочтя, что достигнута стойкая ремиссия. У здоровых животных изменений уровня сахара после инъекции FGF1 не наблюдалось.

Снижение уровня глюкозы у животных не было связано с изменениями выработки инсулина и глюкагона (гормонов поджелудочной железы, регулирующих обмен сахара), однако требовало достаточной базальной секреции инсулина. Последующие эксперименты показали, что этот эффект также не зависел от количества потребляемой пищи и массы тела, а также от активности гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы (то есть выработки гормона кортизола, повышающего уровень глюкозы). Полученные результаты удалось воспроизвести и на любых других моделях диабета у животных, значит, контроль уровня глюкозы не был связан и с обменом лептина.

Ученые выяснили, что центральное действие FGF1 стимулирует захват и утилизацию глюкозы печенью и скелетными мышцами, но не другими тканями, причем этот эффект не связан с модулированием действия инсулина и глюкагона. Механизм подобной регуляции еще предстоит уточнить, однако исследователи предполагают, что он связан с перестройкой нейрональных связей, регулирующих метаболическую активность периферических тканей. В пользу этого свидетельствует повышение экспрессии фактора транскрипции c-Fos в таницитах и повышение плотности синаптических связей в гипоталамусе, которые наблюдались у животных после инъекции FGF1.

Сам FGF1 вряд ли будет использоваться в качестве лечения диабета, поскольку он стимулирует деление клеток и может иметь канцерогенный эффект. Однако обнаружение ранее неизвестного центрального механизма регуляции уровня глюкозы открывает путь к созданию принципиально новых эффективных сахароснижающих лекарств.

«С более общей точки зрения, наше исследование показало, что мозг способен обеспечить долгосрочное снижение уровня глюкозы», — пояснил ведущий автор работы Джаред Скарлетт (Jarrad Scarlett).

FGF1 — представитель семейства фактора роста фибробластов, которые обеспечивают деление и жизненный цикл клеток. Они играют важную роль в эмбриональном развитии, морфогенезе, органогенезе, восстановлении тканей, росте сосудов, а также росте и распространении опухолей.

25.05.2016 Источник: Олег Лищук nplus1.ru

«Семантический словарь», связывающий слова с их значениями, распределен по всей коре головного мозга. Американские ученые составили его подробный атлас, показав, что слова в нем группируются по смыслам, и тематика каждого семантического поля ассоциирована с функцией соседних областей мозга. Отчет о работе публикует журнал Nature. Речь и язык – одна из самых сложных функций мозга. В отличие от многих других, она не имеет более или менее определенной локализации. Широко известны расположенные в височной доле левого полушария области Вернике и Брока, однако они отвечают лишь за сенсорное восприятие слов и моторику их воспроизведения. При этом «словарь», хранящий значения отдельных слов, буквально размазан по коре тонким слоем. Исследователи из лаборатории профессора Калифорнийского университета в Беркли Джека Гэлланта (Jack Gallant) составили подробный атлас расположения этих семантических полей в мозге. Его интерактивная модель представлена на сайте лаборатории. К изучению семантической системы мозга ученые приступали уже не раз. Показано, что в коре существуют области, активно реагирующие на семантические, связанные со смыслом слов, задачи. Продемонстрировано, что отдельные области связаны с распознаванием абстрактных понятий, глаголов действия и вообще различных «тематических» групп: жилье, инструменты, пища и т.п. Авторы новой работы детализировали эти данные. С помощью магнитно-резонансной томографии они с высоким разрешением регистрировали активность головного мозга у семи добровольцев (в том числе и друг у друга), пока те с закрытыми глазами прослушивали рассказы в записях популярной в США радиопередачи The Moth Radio Hour. В томографе каждый подопытный провел более двух часов, успев выслушать около полутора десятков коротких историй общим числом 25 тыс. слов (из них 3 тыс. уникальных). При этом Джек Гэллант и его команда идентифицировали реакцию нейронов коры на каждое отдельное слово. Затем их значения были соотносены с набором 985-ти самых распространенных в английском языке слов – и на основе этих данных ученые составили подробный атлас их семантических полей.

28.04.2016 Источник: Роман Фишман nplus1.ru

Американские ученые подтвердили участие половых гормонов в регуляции пигментирования кожи и обнаружили клеточные рецепторы меланоцитов, которые опосредуют это действие. Им также удалось найти функциональные аналоги эстрогена и прогестерона, которые могут стать безвредной альтернативой традиционным кремам для загара и лечению нарушений пигментации. Результаты работы публикует журнал eLife.

Влияние половых гормонов на пигментацию кожи замечено очень давно. Авторы статьи, профессор Пенсильванского университета Тодд Ридки (Todd Ridky) и его коллеги, цитируют по этому поводу самого Гиппократа, который предполагал (ошибочно), что пигментные пятна, нередко появляющиеся у женщин в период беременности, могут указывать на пол будущего ребенка. Эта связь наглядно подтверждается и при использовании содержащих гормоны кремов, которые в качестве побочного эффекта могут вызывать изменение цвета кожи. Однако молекулярные механизмы их воздействия на вырабатывающие пигмент клетки кожи, меланоциты, оставались неизвестными до сих пор.

Использующиеся сегодня кремы для загара – как и облучение кожи ультрафиолетом – повышает активность меланоцитстимулирующих гормонов (МСГ) в коже. Они действуют посредством МСГ-рецепторов Мс1r, с которыми половые гормоны эстроген и прогестерон не связываются. Более того, специфических рецепторов эстрогена и прогестерона на поверхности меланоцитов не обнаруживается. Чтобы выяснить, как они влияют на синтез пигмента, Тодд Ридки с соавторами экспериментировали с культурами клеток, не только подтвердив их действие, но и показав, что эстроген вызывает снижение производства меланина, а прогестерон – его повышение.

Ученые предположили, что половые гормоны могут связываться с рецепторами-серпентинами (GPCR) на поверхности меланоцитов. Действительно, эксперименты показали, что эстроген взаимодействует с белком GPER, а прогестерон – с белком PAQR7, регулируя синтез пигмента в клетках. Того же результата авторам удалось добиться, используя известные соединения-агонисты этих гормонов, G-1 для эстрогена и Org OD-02 для прогестерона. По мнению Ридки и его коллег, после необходимых клинических испытаний эти (или аналогичные) вещества могут стать хорошей альтернативой существующим кремам для коррекции цвета кожи в косметических или медицинских целях.

27.04.2016 Источник: Роман Фишман nplus1.ru