Когда иммунные клетки, называемые нейтрофилами, высвобождают пируваткиназу M2 (PKM2), фермент, который действует на последнем этапе пути гликолиза, PKM2 способствует заживлению ран, способствуя развитию новых кровеносных сосудов в месте раны. Результаты опубликованы в журнале Wound Repair and Regeneration.
Открытие может проложить путь к новым методам лечения, которые способствуют заживлению ран, регенерации тканей и трансплантации тканей, сказал Чжи-Жэнь Лю, ведущий автор исследования и профессор кафедры биологии штата Джорджия.«Мы могли легко представить, что PKM2 используется для перевязки ран», — сказал Лю. «Его также, вероятно, можно использовать для связывания ран. Например, когда вы пересаживаете кожу от донора, иногда эта новая кожа не прикрепляется должным образом из-за иммунного отторжения, поэтому легко потерпеть неудачу, особенно если это крупный трансплантат ".По его словам, PKM2 может также помочь в заживлении внутренних хирургических разрезов.
Заживление ран — сложный процесс. При первом ранении органа или кожи иммунные клетки направляются к этому месту, чтобы очистить рану и удалить все бактерии и мусор. Затем иммунные клетки посылают сигнал, что они выполнили свою работу, что запускает фазу пролиферации, которая включает формирование волокон соединительной ткани и капиллярных кровеносных сосудов. Затем рана закрывается и покрывается эпителиальной тканью, которая образует покрытие или выстилку внутренней и внешней поверхностей тела.
Волокна под эпителиальной тканью будут медленно преобразовываться в нормальную ткань, но этот процесс может занять месяцы или годы.Исследователи лечили раны у мышей различными агентами, включая PKM2, смешанными с аптечным кремом, и обнаружили, что местное применение PKM2 способствовало раннему закрытию ран и способствовало более высокому уровню роста сосудов. Результаты показывают, что PKM2 играет функциональную роль в процессе заживления ран.
В образцах тканей PKM2 был обнаружен во внеклеточном пространстве тканей раны, что свидетельствует о секреции во время процесса заживления раны. PKM2, высвобожденный в месте раны, был обнаружен в непосредственной близости от нейтрофилов. Фермент достиг своего пика на участке раны на третий день после образования раны, а затем снизился в мышиной модели заживления ран.
По словам Лю, это первое исследование функции PKM2 во внеклеточном пространстве клеток.«Мы не знаем точно, как выделяется PKM2, но мы знаем, что он выделяется нейтрофилами», — сказал Лю. «Как только он высвобождается из клетки, он делает совершенно разные вещи. Он больше не имеет ничего общего с метаболизмом».Роль нейтрофилов, первых иммунных клеток на участке раны, в процессе заживления раны до конца не изучена.
Исследователи изучили изолированные нейтрофилы в культуре клеток и обнаружили, что PKM2 высвобождается в культуральную среду активированных нейтрофилов.«PKM2, вероятно, играет более важную роль, чем многие другие факторы, для передачи сигналов о следующем этапе заживления ран», — сказал Лю. «PKM2 связывает иммунный ответ со следующей фазой, которой является пролиферация.
PKM2 сообщает клеткам, что они должны войти, чтобы заполнить рану. Наши исследования показывают новую и важную молекулярную связь между ранним воспалительным ответом и фазой пролиферации в процессе восстановления тканей. . "