CC BY
34
КЛИНИЧЕСКАЯ ГЕРОНТОЛОГИЯ, 9-10, 2016
4. Прохоров Л.Ю. О возможности применения стволовых клеток для увеличения продолжительности жизни человека (Панацея от смерти?). Доклады МОИП. Общая биология. Московское общество испытателей природы. Секция геронтологии. Доклад прочитан 19 декабря 2004 г. Депонировано в ВИНИТИ 2005 г. № В2005. С. 1-13.
5. Прохоров Л.Ю. О долговременном культивировании клеток без пересева. Клиническая геронтология. 2014. Т. 20, № 9-10. С. 96-97.
6. Прохоров Л.Ю. Обновление клеточной массы тканей и органов как основа омоложения организмов. Клиническая геронтология. 2014. Т. 20, № 9-10. С. 97-98.
Сведения об авторе:
Прохоров Леонид Юрьевич - канд. биол. наук, научный сотрудник биологического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. 119899, Москва, Воробьевы горы, 1, корп. 12. Тел. + 7 (916) 904-34-31. E-mail [email protected]
РОЛЬ ЗАМЕНЫ КЛЕТОК В МЕТОДИКАХ ПО УВЕЛИЧЕНИЮ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ЖИЗНИ
Л.Ю. Прохоров
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва
Ранее уже публиковались данные о продолжающемся с ноября 2002 эксперименте по выживанию культуры трансформированных клеток китайского хомячка во флаконах Карреля без пересева [1,2]. В настоящее время эта культура живет при таких условиях уже более 13 лет, что является веским аргументом для учета этих результатов в разработке методов омоложения органов и тканей стареющего организма и увеличения продолжительности жизни человека. Также предлагается усовершенствование методики омоложения органов и тканей организма, которая описывалась в предыдущих работах [1-3].
Ключевые слова: культура клеток, омоложение, продолжительность жизни
THE ROLE OF CELL REPLACEMENT TECHNIQUES TO INCREASE LIFESPAN
L.Yu. Prokhorov
Faculty of Biology, Lomonosov Moscow State University, Moscow
The paper shows the results of the ongoing since November 2002 the experiment on survival of cell cultures in vials Carrel without reseeding. Part of the data about the experiment were published in previous works [1,2]. Currently, the transformed Chinese hamster culture cells live under such conditions for more than 13 years, that is a compelling argument to account for these data in the development of methods for real rejuvenation of organs and tissues of the aging body and increase the duration of human life. It is also proposed improving methods of rejuvenation of organs and tissues of the body, which was described in previous publications [1-3].
Key words: cell culture, rejuvenation, lifespan
Использовали спонтанно трансформированные клетки китайского хомячка (ТККХ) полученные из подкожной соединительной ткани, линия B11dii-FAF28, клон 431. Культуры клеток растили в стеклянных флаконах Карреля диаметром 54 мм, закрытых герметично резиновыми пробками при температуре 37°C. Использовали среду Игла с 10% сыворотки крупного рогатого скота. ТККХ не пересевали, но один раз в 3-4 сут, а позже один раз в 15-16 дней меняли среду на свежую. В течение всего эксперимента с 2.11.2002 г., который продолжается и в настоящее время, считали число живых клеток в каждом флаконе.
И
1 ■
Время культирирования, сут
Рис. 1. Изменение числа живых клеток в культуре трансформированных клеток китайского хомячка при периодической замене ростовой среды на свежую, но без смены культуральных флаконов. 1 - контроль (рост культуры без замены среды); 2 - эксперимент.
Рис. 2. Вид культуры клеток в стеклянных флаконах в разное время роста: А - в первый день после замены среды; Б - через 5-7 дней роста при достижении монослоя; В - в период старения культуры на 14-16 дни, когда много клеток погибли, а часть клеток еще живые.
2
B
На рис. 1 показано изменение числа живых клеток в культуре ТККХ при замене ростовой среды, но без смены флаконов. Видно, что клетки в культуре остаются живыми в течение более 13 лет и 6 мес. (более 5000 сут). Старые клетки гибнут, открепляются от ростовой поверхности и переходят в ростовую среду. В разрушенном виде они присутствуют в ростовой среде (рис. 2В). Тем самым они освобождают место для других клеток. Если в этот момент вылить старую среду, вместе с ней удаляются также старые и разрушенные клетки, а после добавления свежей среды, оставшиеся во флаконе живые («молодые» или «взрослые») клетки (одиночные клетки на рис. 2В), которые еще прикреплены к ростовой поверхности, начинают вновь делиться и снова достигают насыщающей плотности. Далее процесс повторяется.
Вид культуры в период от одной замены среды до следующей (15-16 сут) показан на рис. 2. На рис. 2А показана культура в первый день после замены среды, когда оставшиеся в живых клетки распластываются и готовятся к следующим делениям. На рис. 2Б представлен вид клеток после достижение монослоя на 5-7 сут после замены среды, а на рис. 2В вид старой культуры на 14-16 сут с отдельными живыми клетками, которые еще прикреплены к ростовой поверхности, при этом видны участки поверхности флакона освободившиеся от старых клеток, а также плавающие в среде остатки старых клеток (дебрис). В пластмассовом флаконе культура не может жить неограниченно, т.к. старые клетки гибнут, но не открепляются от ростовой поверхности и не освобождают место для молодых, способных к делению клеток, которые из-за этого не могут делиться и вся культура погибает, несмотря на обновление среды.
Заключеие: эксперименты являются основой для разработки нового метода омоложения организма человека. Ранее нами была обоснована возможность проводить параллели продолжительности жизни (ПЖ) культур клеток с данными по ПЖ животных и человека
XXI МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
[4]. Мы предполагаем, что для обеспечения неограниченного по времени существования в молодом состоянии отдельных органов и всего организма требуется следующее: 1) выделение жизнеспособных клеток из органа или ткани и культивирование в искусственных условиях; 2) введение в эти клетки гена теломеразы; 3) размножение клеток; 4) устранение из старого органа его части - старых тканей и клеток; 5) введение в оставшуюся часть органа, прилегающую к удаленной, размноженных клеток с геном теломеразы. Клетки начнут размножаться, заполнять место удаленной части и орган восстановится [3]. После нескольких циклов п. 1-5 не будет необходимости в выполнении пунктов 1-3 и 5, а достаточно выполнять один п. 4, т.е. удалять часть старого органа, прилегающего к восстановленной части органа и клетки с геном теломеразы начнут размножаться и заполнять удаленную часть. Это возможно благодаря свойству теломе-ризованых клеток - способности к неограниченному числу делений [5,6].
ЛИТЕРАТУРА
1. Прохоров Л.Ю. О долговременном культивировании клеток без пересева. Клиническая геронтология. 2014. Т. 20, № 9-10. С. 96-97.
2. Прохоров Л.Ю. Сопоставление способов замещения старых клеток на молодые в организме и в культуре клеток, растущей без классического пересева. Клиническая геронтология. 2015. Т. 21, № 11-12. С. 100-101.
3. Прохоров Л.Ю. Можно ли остановить старение? Доклады МОИП. Общая биология. Московское общество испытателей природы. Секция геронтологии. Доклад прочитан 19 декабря 2003 г. Депонировано в ВИНИТИ 11.10.2004 г. № 1585-В2004. С. 18-27.
4. Прохоров Л.Ю. Оценка связи некоторых параметров, зависящих от пролиферативной активности клеток, с продолжительностью жизни «стационарно стареющих» культур и с максимальной продолжительностью жизни млекопитающих. Цитология. 1999. Т. 41, № 10. С. 900-913.
5. Bodnar A.G., Ouellette M., Frolkis M., Holt S.E., Chiu C.P., Morin G.B., Harley C.B., Shay J.W., Lichtsteiner S., Wright W.E. Extension of life-span by introduction of telomerase into normal human cells. Science. 1998. V. 279, № 5349. P. 349-352.
6. Егоров Е.Е., Терехов С.М., Вишнякова Х.С., Караченцев Д.Н., Казимирчук Е.В., Цветкова Т.Г., Вейко Н.Н., Смирнова Т.Д., Макаренков А.С., Эльдаров М.А., Мещерякова Ю.А., Ляпунова Н.А., Зеленин А.В. Теломеризация как метод получения иммортализованных клеток человека, сохраняющих нормальный фенотип. Онтогенез. 2003. Т. 34, № 3. С. 183-192.
Сведения об авторе:
Прохоров Леонид Юрьевич - канд. биол. наук, научный сотрудник биологического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. 119899, Москва, Воробьевы горы, 1, корп. 12. Тел. +7 (916) 904-34-31. [email protected]
ПОСЕДЕНИЕ ВОЛОС ПРИ СТАРЕНИИ: ЛОКАЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ Л.Ю. Прохоров, В.И. Гудошников
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва Совет международного общества DOHaD, г. Санта-Мария, Бразилия
Рассмотрены, в основном, локальные механизмы поседения волос при старении, включая уменьшение резерва стволовых клеток меланоцитов, нарушения гормональной регуляции и окислительный стресс, подавляющий, в том числе, и саму антиоксидантную защиту.
Ключевые слова: поседение волос, гормональная регуляция, меланогенез
HAIR GRAYING IN SENESCENCE: LOCAL MECHANISMS L.Yu. Prokhorov, V.I. Goudochnikov
Faculty of Biology, Lomonosov Moscow State University, Moscow Council of International Society for DOHaD, Santa Maria - RS, Brazil
This mini-review describes mainly local mechanisms of hair graying in senescence, including the decrease of stem cell reserve for melanocytes, disruption of hormonal regulation of melanogenesis and oxidative stress inhibiting even antioxidant defense.
Key words: hair graying, hormonal regulation, melanogenesis
Ранее нами были рассмотрены различные механизмы старения кожи [1]. В настоящей статье эта работа получила должное продолжение, с акцентом на старение волос. В современном мире эстетика внешности человека имеет первостепенное значение, поэтому приобретает особую важность изучение механизма пигментации волос, с тем чтобы попытаться найти способы, препятствующие их поседению [2] или восстанавливающие пигментацию растущих седых волос в фолликулах. В настоящее время достаточно твердо установлено, что главным меланогенным фактором является альфа-меланоцит-стимулирующий гормон (аМСГ), который относится к семейству меланокортинов. Наиболее интересной находкой последних десятилетий стало обнаружение биосинтеза меланокортинов и их рецепции непосредственно в волосяных фолликулах, причем главным меланогенным посредником является рецептор меланокортинов типа 1 (MCR1), локализованный в меланоцитах - специализировнных клетках кожи, продуцирующих пигмент меланин [3].
Меланогенез, т.е. продукция пигмента, приурочен к циклам роста и ремоделирования волос. Учитывая то, что каждый из таких циклов у человека занимает три с половиной года, то за первые 35 лет после рождения имеют место всего лишь 10 циклов с достаточно полноценным восстановлением пигментного комплекса. В дальнейшем наступает постепенное снижение меланогенеза, которое сопровождается как уменьшением числа меланоцитов, так и нарушениями переноса меланосом, т.е. органелл, заполненных пигментом, из меланоцитов в кератиноциты растущих волос [4]. Именно эти процессы и вносят вклад в поседение волос.
Многочисленные сведения говорят о том, что с возрастом происходит, по-видимому, исчерпание пролиферативного потенциала стволовых клеток кожи и клеток - предшественников меланоцитов [5]. Однако некоторые авторы утверждают, что помимо этого происходят, вероятно, нарушения гормональной регуляции меланогенеза. В частности, немногочисленные и лишенные пигмента меланоциты седых волос не имеют рецепторов MCR1, а следовательно, не чувствительны к меланогенному воздействию аМСГ и других меланокортинов [6].
Кроме того, значительный прорыв произошел в последние годы и в выяснении существенной роли окислительного стресса в поседении волос. В частности, предполагается, что сам по себе процесс формирования пигмента путем превращения тирозина в ДОФА и затем в меланин сопровождается генерацией большого количества свободных радикалов кислорода. Например, в фолликулах седых волос зарегистрированы миллимолярные концентрации перекиси водорода (H2O2), что вполне достаточно для повреждения макромолекул, в том числе каталазы и метионин-сульфоксид-редуктазы, снижая, таким образом, антиоксидантную защиту [7].
Все же, как гормональные механизмы, так и окислительный стресс не способны объяснить гетерогенность поседения волос в разных частях тела человека. Кроме того, остается кардинальной важности вопрос: каким образом соотносятся между собой поседение волос и старение всего организма?
В настоящее время мы предлагаем (о чем также писали и в предыдущей работе) придерживаться определения старения как таких изменений в организме, в результате которых увеличивается вероятность заболеваемости и смертности с возрастом. Таким образом, ответ на поставленный выше вопрос возможно следует искать также в возможных корреляциях между поседением волос и болезнями,
