Programmerad celldöd och vävnadsregenerering – hur hänger de ihop?
Den finstämda balansen mellan celldöd och regenerering är avgörande för människors hälsa och livslängd. De flesta mekanismer som ingår i programmerad celldöd (PCD) spelar en viktig roll för den normala vävnadsförnyelsen och reparationen efter skador. Samtidigt kan PCD också störa regenerativa processer och därigenom bidra till utvecklingen av sjukdomstillstånd som cancer, fibros, neurodegenerativa sjukdomar och andra åldersrelaterade tillstånd.
Forskare vid Institutet för miljömedicin, Karolinska Institutet, har med hjälp av en djupgående analys av flernivårelationer undersökt hur celldöd och regenerering samverkar. Resultaten har publicerats i den ledande tidskriften Physiological Reviews.
– Cellulär homeostas upprätthålls av tre centrala fysiologiska processer: proliferation, som innebär en ökning av antalet celler; differentiering, som kan leda till antingen ökning eller minskning av cellantalet; och celldöd, som står för borttagandet av celler. Två av dessa processer – proliferation och differentiering – är nära kopplade till regenerering, säger professor emeritus Boris Zhivotovsky, en av studiens huvudförfattare.
Under hela livet hos en flercellig organism förnyas dess celler kontinuerligt, även om cellomsättningen varierar mycket mellan olika vävnader. Hos en människa bildas under livstiden omkring tre ton celler från hematopoetiska stamceller (HSC) i benmärgen, trots att dessa bara utgör cirka 1,5 kilo vävnad.
I postnatala vävnader finns tre huvudsakliga mekanismer för nybildning av celler: proliferation av redan specialiserade celler, aktivering och differentiering av stamceller (SC), samt omprogrammering av redan differentierade celler.
När det gäller stamceller är balansen mellan att bevara stamcellsegenskaper och att genomgå differentiering avgörande – särskilt i samband med åldrande och degenerativa sjukdomar, där förmågan att bevara en pool av mångpotenta celler försämras.
– Under lång tid har forskningen kring stamceller främst fokuserat på deras självförnyelse och differentiering, medan mekanismerna bakom stamcellers eliminering varit relativt outredda, säger Boris Zhivotovsky. Vissa studier har visat att celldöd är nödvändig för effektiv regenerering, medan andra tyder på att förmågan till förnyelse kan förbättras genom att hämma PCD. I vår studie visar vi att celldöd och regenerering inte ska ses som motpoler eller motsättningar. Vi menar att människokroppen i själva verket kan betraktas som en "självförnyande maskin" – med en kraftfull förmåga till reparation och återuppbyggnad, tack vare den noggrant reglerade balansen mellan celldöd och celldaning.
Varför är detta viktigt?
Det balanserade samspelet mellan celldöd och regenerering är av stor betydelse för den snabbt växande och framväxande forskningsgrenen regenerativ biomedicin. Detta fält syftar till att styra cellförnyelsen och möjliggöra återuppbyggnad av skadade vävnader och organ. Genom att förstå kroppens egna mekanismer för celldöd och regenerering kan vi öppna dörren till nya, naturinspirerade strategier för att bevara hälsa och förlänga livet.
Publikation
Programmed cell death and tissue regeneration: A link that should be resolved.
Kopeina GS, Efimenko AY, Tkachuk VA, Zhivotovsky B. Physiol Rev. 2025 18 juni. doi: 10.1152/physrev.00036.2024.