Ученые из Техасского университета в Далласе обнаружили ранее неизвестный процесс уборки в клетках почек, в результате которого ненужное содержимое выбрасывается, а клетки омолаживаются и остаются работоспособными и здоровыми. Этот процесс самообновления, принципиально отличающийся от регенерации других тканей организма, позволяет объяснить, почему при отсутствии травм и заболеваний почки могут оставаться здоровыми в течение всей жизни. Этот механизм описан исследователями в работе, опубликованной 17 апреля в журнале Nature Nanotechnology. В отличие от печени и кожи, где клетки делятся для создания новых дочерних клеток и регенерации органа, клетки проксимальных канальцев почки находятся в состоянии митотического покоя — они не делятся для создания новых клеток. В случае легкого повреждения или заболевания клетки почки обладают ограниченными восстановительными способностями, и стволовые клетки почки могут образовывать новые клетки, но только до определенного момента, говорит доктор Цзе Чжэн, профессор химии и биохимии Школы естественных наук и математики и соавтор исследования.
Поэтому открытие этого механизма самообновления, вероятно, является одним из наиболее значимых открытий, сделанных нами на сегодняшний день». Университет UTD, располагающий прекрасной базовой базой и преданным своему делу персоналом, является отличным местом для проведения таких передовых исследований». По его словам, дальнейшие исследования могут привести к совершенствованию наномедицины и раннему выявлению заболеваний почек. Неожиданная находкаПо словам исследователей, открытие застало их врасплох. В течение 15 лет Чжэн занимался исследованием биомедицинского использования золотых наночастиц в качестве агентов визуализации, для фундаментального понимания гломерулярной фильтрации, ранней диагностики заболеваний печени и адресной доставки противораковых препаратов. Часть этой работы была посвящена пониманию того, как наночастицы золота фильтруются почками и выводятся из организма с мочой. Исследования показали, что наночастицы золота обычно проходят через структуру в почке, называемую гломерулой, а затем попадают в проксимальные канальцы, составляющие более 50% почки. Было показано, что эпителиальные клетки проксимальных канальцев интернализуют наночастицы, которые в конечном итоге покидают эти клетки и выводятся с мочой. Но как именно они выходят из клеток, пока неясно. В декабре 2021 г. Чжэн и его команда химиков — научный сотрудник и ведущий автор исследования Йинъю Хуанг PhD'20 и соавтор исследования доктор Мэнсяо Ю, доцент, — исследовали золотые наночастицы в образцах тканей проксимальных канальцев с помощью оптического микроскопа, но для лучшего разрешения перешли на один из электронных микроскопов (ЭМ) университета.
Везикулы — это небольшие мешочки, заполненные жидкостью, которые находятся как внутри, так и снаружи клеток и переносят различные вещества.
Исследователи обнаружили клетки проксимальных канальцев, в люминальных мембранах которых образовались направленные наружу выпуклости, содержащие не только наночастицы золота, но и лизосомы, митохондрии, эндоплазматический ретикулум и другие органеллы, обычно находящиеся внутри клетки. Выдавленное содержимое затем сжималось в везикулу, которая выплывала во внеклеточное пространство.
Уникальный процесс обновленияМеханизм самообновления, опосредованный экструзией, принципиально отличается от других известных регенеративных процессов — таких, как деление клеток, и от уборки помещений, например, экзоцитоза. При экзоцитозе чужеродные вещества, например наночастицы, инкапсулируются в везикулу внутри клетки. Затем мембрана везикулы сливается с внутренней мембраной клетки, которая открывается и выпускает содержимое наружу.
По словам Чжэна, полученные им результаты открывают новые области для изучения. Например, эпителиальные клетки, подобные клеткам проксимальных канальцев, встречаются и в других тканях, например, в стенках артерий, в кишечнике и пищеварительном тракте.
14.07.2023 |
Нано
Ученые создали устройство для хранения и передачи информации с помощью света | |
Устройство на основе углеродной нанотрубк... |
Созданы частицы с квантовыми точками для многоразового применения в биомедицине | |
Новые светящиеся микрочастицы, состоящие из&nb... |
В России доказали эффективность нанокомпозитов для лечения атеросклероза | |
Модифицированные нанокомпозиты для лечени... |
Science: Открыт новый метод выращивания полезных квантовых точек | |
Квантовые точки, или полупроводниковые на... |
PNAS: Новый метод поможет собирать в 10 раз больше золота из электронных отходов | |
Губку из оксида графена и хитозана д... |
Nature Nanotechnology: Идет создание упрощенной формы жизни | |
Учёные много лет пытаются понять, как&nbs |
LS&A: Разработан метод синтеза наночастиц высокоэнтропийных сплавов | |
Быстрое создание наночастиц высокоэнтропийных ... |
Nano Letters: Тройные стыки — залог сохранения стабильности наноматериалов | |
Как создать материалы, которые будут прочнее и... |
Nature Nanotechnology: Нанодиски для стимуляции мозга заменят инвазивные электроды | |
Новые магнитные нанодиски разработали учёные и... |
NatComm: Создана основа для практического применения наночастиц в военной связи | |
Новую технологию шифрования связи в видим... |
В СПбГУ усовершенствовали полупроводниковые наноструктуры для оптоэлектроники | |
Учёные Санкт-Петербургского государственного у... |
NatComm: Белки-шапероны помогают обычным белкам принять правильную форму | |
Белки играют важную роль в организме, и&n... |
EMBO Reports: Разработан биологический подход для изучения паттернинга тканей | |
Как морфогены в сочетании с клеточно... |
LS&A: Разработан хиральный нанокомпозит для зондирования сероводорода | |
С развитием нанотехнологий создано много искус... |
NatComm: Созданы чувствительные к магнитному полю спиновые кубиты из нанотрубок | |
Нанотрубки из нитрида бора, BNNTs, содерж... |
NatNanotechnol: Силоксановые наночастицы целятся точно в органы при мРНК терапии | |
Инженеры из Пенсильвании открыли новый сп... |
ACS Nano: Открыты светопоглощающие свойства ахиральных материалов | |
Исследователи из Университета Оттавы сдел... |
Nature Communications: Наноструктуры на дне океана намекают на зарождение жизни | |
Исследователи из Центра устойчивого ресур... |
ACS Nano: Искусственный паучий шелк превратят в медицинские материалы | |
Скоро Хэллоуин, пора украшать дома страшными в... |
AFM: Антибактериальные поверхности из графена уничтожат 99,9% патогенов | |
Графен, обладающий сильными бактерицидными сво... |
Российские ученые подтвердили эффективность золотых наночастиц против опухолей | |
Исследование показало, что эффектив... |
Physical Review Letters: Ученые подобрались ближе к искоренению наношума | |
Благодаря наноразмерным устройствам исследоват... |
ACS Nano: Новое открытие улучшит дизайн микроэлектронных устройств | |
Как работает электроника нового поколения и&nb... |
Small: Совершен прорыв в создании пленок с использованием оксида графена | |
Исследовательская группа из Университета ... |
В УГНТУ разработали установку по переработке печной сажи в графен | |
Установку, которая перерабатывает печную сажу&... |
Nature Photonics: Уникальный нанодиск продвигает исследования в области фотоники | |
Нанообъект с уникальными оптическими свой... |
ТПУ: Графен позволяет управлять свойствами диэлектриков с высоким преломлением | |
Учёные Инженерной школы неразрушающего контрол... |
Science: Стало возможным массовое производство металлических нанопроводов | |
Новый метод выращивания крошечных металлически... |
NatNano: Новый метод молекулярной инженерии позволит создавать сложные органоиды | |
Новый метод молекулярной инженерии позволяет в... |
NatComm: Нанобиосенсоры открывают широкие возможности в медицинской диагностике | |
Биосенсоры — это устройства, к... |