Ученые раскрыли механизм хронического воспаления кожи при старении

Сотрудники Института биомедицинских исследований в Барселоне разобрались, как старение запускает хроническое воспаление кожи. Со временем кожа хуже заживает повреждения, слабеет её защитный барьер и ухудшается работа стволовых клеток. Воспаление в норме помогает организму бороться с инфекциями и восстанавливать ткани, но с возрастом его сигналы задерживаются в клетках слишком долго и мешают им работать, а сама кожа становится жёстче.

Учёные сравнили эпидермис молодых и старых мышей, следя за активностью генов в течение суток, — такой подход позволял учесть влияние биологических часов. В старой коже нашлось 118 генов, связанных с воспалением, но только четыре из них за 24 часа заметно меняли активность. Значит, возрастная воспалительная программа в основном работает постоянно, а не включается в определённое время.

Затем исследователи присмотрелись к белку BMAL1 — одному из главных регуляторов биологических часов, который также поддерживает нормальное состояние эпидермиса. Выяснилось, что большинство генов, которыми он управляет в коже, по суточному графику вообще не работают. У молодых животных BMAL1 связывался в основном с участками ДНК, нужными для нормальной работы эпидермиса. С возрастом он всё чаще переходил к энхансерам — участкам ДНК, способным усиливать активность генов воспалительного ответа.

Вторым ключевым участником оказался белок YAP, помогающий клеткам реагировать на механические изменения ткани. В старой коже он активировался сильнее и взаимодействовал с BMAL1 внутри клеточных ядер, вместе они связывались с энхансерами воспалительных генов, среди которых Casp1, Casp4, Il33 и Ptgs2. Впрочем, одной лишь жёсткости ткани оказалось мало: её искусственное увеличение активировало YAP, но характер его связывания с ДНК не совпадал с естественным старением. Важным оказался и воспалительный сигнал IL-17 — у старых мышей его блокировка снижала активацию YAP.

В работе, опубликованной в журнале Nature Aging, авторы предложили новую модель. В молодой коже BMAL1 помогает поддерживать нормальную работу эпидермиса. Но с возрастом ткань становится жёстче, воспалительные сигналы усиливаются, и BMAL1 вместе с YAP начинают работать на новых участках ДНК, где усиливают активность генов воспалительного ответа, многие из которых связаны с системой NF-kB — одним из главных регуляторов воспаления.

Исследование проводили на мышах, поэтому о готовом способе лечения возрастных изменений кожи говорить рано. Но понимание того, как старение перестраивает нормальную систему регуляции клеток, даёт точку опоры для поиска средств, способных замедлить старение кожи.