Окситоцин стимулирует регенерацию клеток сердца

Гормон окситоцин выполняет много разнообразных функций. В организме женщины он обеспечивает сокращения матки при родах и выделение молока молочными железами. У мужчин гормон участвует в регуляции эякуляции. Окситоцин называют «гормоном любви», ведь он также отвечает за формирование сексуального и родительского поведения, за установление межличностных связей. Ученые из Мичиганского университета открыли еще одну функцию окситоцина: он стимулирует стволовые клетки эпикарда к пролиферации, а затем — к миграции в миокард и развитию в кардиомиоциты. Исследователи надеются, что его можно будет применить для восстановления миокарда после повреждений.

Ученые получили зрелые эпикардиальные клетки человека (hEpiCs) из индуцированных стволовых клеток (hiPSC) через 12 дней культивирования. Чтобы выяснить, какие нейрогормоны потенциально могут участвовать в регенерации миокарда, исследователи провели скрининг 15 веществ, среди которых были адренокортикотропный гормон (АКТГ), проопиомеланокортин (ПОМК), соматотропный гормон (СТГ) и некоторые другие. Их добавляли к культуре hEpiC, а через три дня измеряли количество клеток, экспрессирующих фофорилированный гистон H3P — маркер пролиферации. Выяснилось, что содержание H3P было наиболее высоким в тех клетках, которые обрабатывали окситоцином. Ученые сделали вывод о том, что именно окситоцин стимулирует пролиферативную активность эпикардиальных клеток.

Известно, что окситоцин действует на рецепторы OXTR, связанные с G-белком. Вероятно, именно через рецептор он действует и в этом случае. Действительно, экспрессия гена OXTR в hEpiC была в 20–30 раз больше, чем в недифференцированных стволовых клетках hiPSC. Иммуноокрашивание подтвердило наличие рецептора в цитоплазме и на мембране клеток. При инактивации рецептора пролиферативная активность клеток hEpiC значительно снижается.

Далее ученые секвенировали РНК в hEpiC, обработанных окситоцином. Согласно результатам анализа, в клетках увеличилась активность генов пути TGF-β. Авторы считают, что посредством активации данного молекулярного пути окситоцин воздействует на клетки эпикарда.

Исследователи предположили, что окситоцин играет важную роль в развитии эпикарда в эмбриональный период. Чтобы подтвердить это, они провели ряд экспериментов на эмбрионах рыбок данио. К среде, где росли эмбрионы, добавили антагонист рецептора OXTR. В результате количество эпикардиальных клеток оказалось значительно меньше, чем в норме. Формирование эпикарда желудочков и предсердий у эмбрионов было нарушено. Исследователи считают, что ингибирование рецептора окситоцина ведет к задержке миграции проэпикардиальных клеток на поверхность развивающегося миокарда. Кроме того, из-за инактивации OXTR нарушается и пролиферация клеток-предшественников.

Какую роль играет окситоцин при повреждении тканей сердца? Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи повредили сердца рыбок данио холодом. Через три дня они определили уровень мРНК окситоцина и выяснили, что в мозге рыбок он увеличился в 18 раз. Это значит, что повреждение спровоцировало выброс гормона нейронами. Другой группе рыбок в грудную полость вводили ингибитор OXTR сразу после криоповреждения. В результате у животных, получавших ингибитор, размеры поврежденной зоны оказались несколько больше, чем у тех, которым ингибитор не вводили. В пораженных тканях сердца была снижена (в сравнении с контролем) скорость пролиферации кардиомиоцитов и усилен фиброз. Судя по всему, окситоцин необходим не только для развития тканей сердца, но и для нормальной регенерации миокарда после повреждения.

Затем ученые выяснили, как блокировка рецептора влияет на активацию эпикардиальных клеток-предшественников in vivo. У тех рыбок, которым вводили ингибитор, уровень маркера WT1B был низким, а количество клеток-предшественников во внешних слоях сердца было уменьшено. Это свидетельствует о нарушении миграции клеток-предшественников к месту повреждения.

Результаты исследований in vitro и in vivo подтверждают, что окситоцин способен регулировать регенерацию эпикарда. Гормон реализует свои эффекты через рецептор OXTR и действует с помощью активации сигнального пути TGF-β. Ученые делают вывод о том, что окситоцин играет важную роль в активации клеток EpiC. Авторы работы надеются, что в дальнейшем окситоцин или препараты, созданные на его основе, можно будет использовать для восстановления ткани миокарда после инфаркта.