Ismeretbővítő kutatás (alap- elméleti kutatás)

matrilin, izombiokémia, regeneráció, genomika, sejtkultúra

A vázizom növekedésének, illetve regenerációjának kísérletes tanulmányozása nemcsak fejlődésbiológiai szempontból szolgálhat új információkkal, de klinikai jelentőséggel is bír, hiszen lehetővé teszi neuromuszkuláris betegségek pathomechanizmusának, terápiás lehetőségeinek, korlátainak feltárását, közelebb vihet az eltérő sportolói teljesítmények magyarázatához, illetve javíthatja a különböző perifériás idegsérüléseket követő idegrekonstrukciós műtétek hatékonyságát. Kísérleteinkben két oldalról, a humorális és neurális faktorok irányából vizsgáljuk az izomadaptáció lehetőségeit. Humorális faktorok. A matrilin-2 fehérje a matrilin fehérjecsalád része, és az extracelluláris matrix felépítésében fontos szerepet játszó adaptor molekula. Felfedezésükben jelentős szerepe volt Kiss Ibolya és Deák Ferenc munkacsoportjának (MTA SZBK Biokémiai Intézet, Szeged; Deák és mtsai 1997, 1999). Az ő tapasztalataikra építve kezdtük meg néhány éve kooperációs munkánkat, amelynek fő célja annak kiderítése, van-e szerepe a matrilin-2-nek a harántcsíkolt izom regenerációjában, differenciálódásában. Normál beidegzésű patkányok lassú típusú soleus izmaiban notexin kezeléssel nekrózist idéztünk elő, majd követtük a regeneráció stádiumait. Figyelmünket főként a matrilin-2 és más ECM komponensek, továbbá növekedési faktorok, szignálmolekulák és miogén transzkripciós faktorok génexpressziós változásaira fordítottuk. Elsősorban annak felderítésére törekedtünk, hogy milyen szignáltranszdukciós utak vehetnek részt a matrilin-2 és más ECM fehérje gének aktivitásának változásában a regeneráció során. A megfigyelt génexpressziós változásokat real time PCR analízissel, Northern és Western analízissel is igazoltuk. A regeneráció folyamatát és stádiumait az izmok morfológiai képe és az izomspecifikus markerek expressziója (miogén reguláló faktorok, desmin, SERCA, miozin, motoros véglemezek) alapján definiáltuk, és ehhez viszonyítottuk a matrilin-2 és más ECM molekulák megjelenését. Azonosítottuk azokat a struktúrákat, (bazális membrán, motoros véglemez), amelyek kifejezik a matrilin-2-t. Öszegyűlt eredményeink az általunk használt patkányizom-regenerációs modellben, illetve in vitro matrilin-2 csendesített izomsejtvonalakban arra utalnak, hogy a matrilin-2 egyértelműen szükséges a normális izomdifferenciációhoz, hiánya (a sejtvonalakban) az izomsejtek fúzióját és további differenciálódásukat gátolja (készülő kéziratok). Eredményeinket megerősítik kezdeti kísérleteink matrilin-2 génkiütött (KO) egerekben, amelyeket szintén Kiss Ibolya munkacsoportja állított elő, és amelyekben az izomregeneráció késést mutat. A matrilin-2 hatásmechanizmusának kiderítésére további kísérleteket tervezünk. Érdekes lehet a matrilin-2 kapcsolata a miosztatin izomnövekedést gátló faktorral, amelynek vizsgálatára csoportunk sok éves hagyományokkal rendelkezik. A miosztatin szintén kötődhet ECM elemekhez, és ez regulálhatja aktivitását. Továbbá a motoros véglemez és a matrilin-2 esetleges kölcsönhatására utalhat az a tény, hogy a matrilin-2 szintje jelentősen megemelkedik az ideg regenerációja során. A matrilin-2 lehetséges szerepét a motoros véglemezek újraszerveződésében, illetve a matrilin-2 kifejeződésének beidegzéstől való függését további kooperáció keretében tervezzük vizsgálni.