Белок Rac1 играет двойную роль в восстановлении повреждённой почки

Проксимальные канальцы почки отвечают за реабсорбцию воды, глюкозы, ионов и других малых молекул из мочи, поддерживая тем самым необходимый баланс этих веществ в организме. Эти канальцы легко повреждаются при ишемии (нарушении кровообращения), но в норме способны к самовосстановлению.

(A) Иммунофлуоресценция Rac1 на срезах коры почки взрослых контрольных (Rac1^f/f) и мутантных (γGT:Rac1^f/f) особей без повреждения. Rac1 окрашен в инвертированном сером цвете, канальцы отмечены LTL (зелёный). Ядра отмечены DAPI (синий). Масштабная линейка: 20 мкм. Области для врезок указаны красным квадратом. (B) Иммуноблоттинг общих кортикальных лизатов контрольных и мутантных образцов, а также трансфицированных методом CRISPR клеток проксимальных канальцев TKPTS для Rac1 и β-актина. Автор: Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2504565122

Исследователи из Медицинского центра Университета Вандербильта обнаружили, что белок под названием Rac1 действует как молекулярный переключатель, способствующий восстановлению канальцев. Их отчёт, опубликованный в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, раскрывает новую роль Rac1 в восстановлении повреждённой почки и предполагает, что зависящие от Rac1 механизмы, контролирующие структуру клетки, могут стать терапевтической мишенью для улучшения восстановления после серьёзных или обширных повреждений почек.

«Эти результаты были неожиданными и демонстрируют, что актиновый цитоскелет восстанавливает клеточные органеллы, такие как митохондрии, регулируемым образом», — сказал ведущий автор статьи Фабиан Бок, доктор медицины и философии, доцент кафедры медицины, клеточной биологии и биологии развития.

Ранее Бок, Рой Цент и их коллеги показали, что Rac1 необходим для поддержания целостности и функции эпителиальных клеток, выстилающих собирательные протоки, расположенные после проксимальных канальцев. В прошлом году они сообщили, что этот регулятор актинового цитоскелета также управляет восстановлением собирательных протоков, повреждённых из-за нарушения оттока мочи.

В текущем исследовании учёные обнаружили, что, способствуя формированию актинового цитоскелета внутри эпителиальных клеток проксимальных канальцев, Rac1 облегчает удаление и замену митохондрий, повреждённых ишемией. Это восстанавливает структуру клетки, митохондриальное дыхание и выработку энергии, позволяя канальцам возобновить нормальную функцию.

Митохондрии — это клеточные органеллы, которые в процессе «дыхания» преобразуют питательные вещества в АТФ, основную форму энергии клетки. Из-за высоких энергозатрат на реабсорбцию клетки эпителия канальцев богаты митохондриями и быстро атрофируются, если те не работают. Актиновый цитоскелет — это динамичная структура, которая не только поддерживает клетку, но и обеспечивает движение элементов внутри неё. Без Rac1 повреждённые митохондрии не удаляются, производство энергии снижается, и клетки атрофируются.

«Проксимальный каналец — очень важный тип клеток для здоровья почек, и эти данные показывают, что он сильно зависит от организованных и функционирующих митохондрий с малой метаболической гибкостью», — сказал Рой Цент, профессор медицины и клеточной биологии и биологии развития.

Источник: Vanderbilt University