(© Jivimages – stock.adobe.com)
'Kita perlu menulis ulang buku teks,' Penulis Penelitian
Pendeknya
- Para ilmuwan menemukan bahwa respons inflamasi langsung pada sengatan matahari dipicu oleh kerusakan RNA daripada kerusakan DNA seperti yang diperkirakan sebelumnya, menantang pemahaman ilmiah selama beberapa dekade tentang bagaimana radiasi UV mempengaruhi kulit.
- Penelitian ini mengidentifikasi protein yang disebut Zakα sebagai sensor molekul utama yang mendeteksi RNA yang rusak UV dan memulai kaskade inflamasi yang menyebabkan gejala terbakar sinar matahari, dengan tikus yang kekurangan protein ini menunjukkan penurunan peradangan secara signifikan setelah paparan UV.
- Penemuan ini dapat menyebabkan perawatan baru untuk sengatan matahari dan kondisi kulit radang lainnya yang memburuk dengan paparan sinar matahari, karena menargetkan jalur Zakα dapat membantu mencegah atau mengurangi peradangan kulit yang parah.
Kopenhagen – Kebanyakan orang mengaitkan sengatan matahari dengan kerusakan DNA – itulah yang telah kami ajarkan di buku teks dan oleh dokter kulit selama bertahun -tahun. Namun, penelitian baru yang mengejutkan menunjukkan bahwa itu sebenarnya kerusakan RNA yang memicu reaksi inflamasi akut yang kita alami saat terbakar sinar matahari.
Sebuah tim peneliti dari University of Copenhagen dan Nanyang Technological University, Singapura menyelidiki bagaimana sel -sel kulit merespons paparan UV, dengan fokus pada protein yang disebut Zakα. Protein ini bertindak sebagai sensor stres seluler, mendeteksi ketika radiasi UV telah merusak molekul RNA messenger (mRNA) yang terlibat dalam produksi protein. Tidak seperti DNA, yang berumur panjang dan melewati mutasi ke sel masa depan, RNA lebih sementara dan mengalami kerusakan secara teratur tanpa menyebabkan mutasi permanen.
“Sunburn merusak DNA, yang menyebabkan kematian sel dan peradangan. Jadi buku teks mengatakan. Tetapi dalam penelitian ini kami terkejut mengetahui bahwa ini adalah akibat dari kerusakan RNA, bukan DNA yang menyebabkan efek akut dari sengatan matahari, ”jelas Anna Constance Vind, asisten profesor dari Departemen Kedokteran Seluler dan Molekuler di Kopenhagen , dalam sebuah pernyataan.
Studi yang diterbitkan di Sel molekulmengungkapkan bahwa kerusakan mRNA memicu respons pada ribosom-pabrik pembuatan protein seluler-diatur oleh Zakα melalui apa yang disebut Respon stres ribotoksik. Sistem pengawasan dalam sel ini mencatat kerusakan RNA, yang menyebabkan pensinyalan radang dan perekrutan sel kekebalan tubuh yang menyebabkan peradangan kulit.
Untuk menyelidiki mekanisme ini, para peneliti menggunakan tikus yang dimodifikasi secara genetik yang tidak memiliki gen zak. Ketika terpapar radiasi UV, tikus -tikus ini menunjukkan peradangan kulit yang berkurang secara signifikan dibandingkan dengan tikus normal dalam beberapa jam pertama setelah paparan. Tikus yang dimodifikasi juga menunjukkan lebih sedikit penebalan epidermis – respons khas terhadap kerusakan UV di mana sel -sel kulit berlipat ganda untuk menggantikan yang rusak.
“Kami menemukan bahwa hal pertama yang ditanggapi sel setelah terpapar radiasi UV adalah kerusakan pada RNA, dan inilah yang memicu kematian sel dan peradangan kulit,” kata Simon Bekker-Jensen, seorang profesor dari seluler Kopenhagen dan seluler dan seluler Kopenhagen dan seluler dan seluler Kopenhagen dan seluler dan seluler dan seluler Kopenhagen dan seluler dan sel kopenhagen dan seluler dan seluler Kopenhagen dan Kopenhagen dan Kopenhagen sel dan sel Kopenhagen dan Kopenhagen dan Kopenhagen dan Kopenhagen dan Kopenhagen Copenhagen dan Kopenhagen Copenhagen Departemen Kedokteran Molekuler. “Ketika kami melepas gen Zak, respons ini menghilang, yang berarti bahwa Zak memainkan peran kunci dalam respons kulit terhadap kerusakan yang diinduksi UV.”
Tim peneliti juga memeriksa sel -sel kulit manusia dalam kondisi laboratorium. Mereka menemukan bahwa paparan UV mengaktifkan dua jalur kematian sel yang berbeda melalui Zakα: apoptosis (kematian sel terkontrol) dan Pyroptosis (Kematian sel peradangan). Yang penting, memblokir sel -sel yang dilindungi aktivitas Zakα dari kedua bentuk kematian, sambil menghalangi respons kerusakan DNA memiliki efek minimal pada kelangsungan hidup sel segera.
Penemuan ini mewakili apa yang disebut Vind “cukup paradigma bergeser” dalam pemahaman kita tentang bagaimana kulit merespons kerusakan UV. Respons berbasis RNA tampaknya lebih cepat dan lebih efektif dalam melindungi kulit dari kerusakan lebih lanjut daripada jalur kerusakan DNA yang dipahami sebelumnya.
“Memahami bagaimana kulit kita merespons pada tingkat seluler terhadap kerusakan UV membuka pintu bagi perawatan inovatif untuk kondisi kulit kronis tertentu,” kata rekan penulis Dr. Franklin Zhong dari Sekolah Kedokteran Lee Kong Chian NTU.
Penelitian ini juga mengungkapkan mekanisme umpan balik negatif yang elegan: setelah aktivasi, Zakα memicu kehancurannya sendiri, yang membantu membatasi respons peradangan. Sistem yang mengatur diri sendiri mencegah peradangan yang berlebihan sambil memungkinkan respons yang cukup untuk menangani kerusakan awal.
“Pengetahuan baru ini membalikkan keadaan,” Bekker-Jensen menyimpulkan, “Sekarang kita perlu menulis ulang buku teks, dan itu akan memengaruhi penelitian di masa depan tentang efek radiasi UV pada kulit.”
Ringkasan Kertas
Metodologi
Para peneliti menggunakan kombinasi teknik biologi genetik dan molekuler untuk mempelajari respons UV pada tikus dan sel manusia. Mereka menciptakan tikus yang tidak memiliki gen zak dan mengekspos kulit mereka pada dosis UV yang dikendalikan, mengukur penanda peradangan dan respons seluler. Mereka juga mengolah sel kulit manusia dalam kondisi laboratorium, memanipulasi berbagai jalur seluler untuk memahami peran mereka dalam respons UV. Teknik pencitraan canggih dan penanda molekuler digunakan untuk melacak berbagai jenis kematian sel dan respons inflamasi.
Hasil
Studi ini menemukan bahwa aktivasi Zakα diperlukan untuk respons inflamasi akut terhadap paparan UV. Tikus yang kekurangan Zakα menunjukkan penurunan peradangan dan penebalan kulit setelah paparan UV. Dalam sel manusia, Zakα mengaktifkan jalur kematian sel apoptosis dan piroptosis. Penelitian ini juga mengungkapkan bahwa Zakα memicu degradasinya sendiri sebagai mekanisme umpan balik negatif.
Batasan
Studi ini terutama berfokus pada respons akut terhadap paparan UV dan tidak secara luas menyelidiki efek jangka panjang. Sementara model tikus adalah alat penelitian yang berharga, mereka tidak secara sempurna mereplikasi respons kulit manusia. Selain itu, penelitian ini dilakukan dalam kondisi laboratorium yang terkontrol, yang mungkin tidak sepenuhnya mencerminkan skenario paparan UV dunia nyata.
Diskusi dan takeaways
Penelitian ini pada dasarnya mengubah pemahaman kita tentang bagaimana sengatan matahari berkembang di tingkat sel. Penemuan bahwa kerusakan RNA memicu respons yang lebih cepat dan lebih efektif daripada jalur kerusakan DNA merupakan perubahan signifikan dalam pemahaman kita tentang mekanisme pertahanan kulit. Sementara kerusakan DNA tetap penting untuk efek UV jangka panjang, respons inflamasi langsung tampaknya terutama didorong oleh penginderaan kerusakan RNA melalui Zakα. Ini membuka kemungkinan baru untuk mengobati sengatan matahari yang parah dan kondisi kulit radang lainnya dengan menargetkan jalur ini.
Pendanaan dan pengungkapan
Penelitian ini didukung oleh banyak organisasi termasuk Yayasan Leo, Dewan Penelitian Eropa, National Denmark Research Foundation, dan lainnya. Penulis menyatakan tidak ada kepentingan yang bersaing.
Informasi publikasi
Studi ini diterbitkan di Sel molekul (Volume 84, halaman 4774-4789, 19 Desember 2024) dengan judul “Respons stres ribotoksik mendorong peradangan akut, kematian sel, dan penebalan epidermal pada kulit yang diiradiasi UV in vivo” oleh Vind et al.
