Почему воспаление «знает время суток»: учёные раскрыли работу биологических часов иммунитета

Учёные из Университета Кюсю обнаружили ранее неизвестный механизм, с помощью которого белок биологических часов BMAL1 усиливает воспалительные реакции иммунной системы. Работа опубликована в журнале Cell Reports.

Циркадные ритмы — внутренние биологические часы организма — регулируют множество процессов, включая сон, обмен веществ, гормональную активность и работу иммунной системы. Новое исследование показывает, что эти часы напрямую влияют на поведение макрофагов — ключевых иммунных клеток, участвующих в воспалении и восстановлении тканей.

Макрофаги могут находиться в двух функциональных состояниях: провоспалительном (M1), который усиливает воспаление и помогает бороться с инфекцией, и противовоспалительном (M2), который способствует восстановлению тканей. Баланс между ними критически важен: его нарушение связано с хроническими воспалительными заболеваниями, диабетом, болезнями печени и развитием рака.

Исследователи выяснили, что белок BMAL1 играет ключевую роль в смещении макрофагов в провоспалительное состояние M1. В экспериментах на мышах было показано, что отсутствие BMAL1 в макрофагах приводит к снижению воспаления и подавлению развития опухолей печени после воздействия химического канцерогена диэтилнитрозамина.

Для выяснения механизма учёные провели протеомный анализ и обнаружили, что BMAL1 взаимодействует с ферментом MFP2, участвующим в окислении жирных кислот. В нормальных условиях MFP2 перемещается в ядро клетки, где повышает уровень ацетил-КоА и усиливает ацетилирование белков, включая компонент NF-κB (p65) — ключевой регулятор воспалительных генов.

Активация NF-κB запускает экспрессию воспалительных генов и переводит макрофаги в состояние M1. При этом уровень MFP2 в ядре изменяется в течение суток в зависимости от циркадного ритма, управляемого BMAL1. У мышей без BMAL1 этот суточный ритм исчезал.

Таким образом, биологические часы не просто «задают ритм» иммунной системе, но и активно регулируют интенсивность воспаления через метаболические процессы внутри ядра клетки.

Авторы отмечают, что это открытие может иметь терапевтическое значение. В будущем возможно создание стратегий лечения воспалительных заболеваний и рака, основанных на блокировании MFP2 или на точном подборе времени приёма лекарств в соответствии с суточными ритмами организма.