Preview

Вестник Московского университета. Серия 16. Биология

Расширенный поиск

КЛЕТОЧНО-КИНЕТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ПОИСКУ ГЕРОПРОТЕКТОРОВ: ТРИДЦАТЬ ЛЕТ СПУСТЯ

Полный текст:

Аннотация

Краткий обзор представлений о возможности использования разработанной автором в 80-х годах XX века клеточно-кинетической модели для тестирования в экспериментах на клеточных культурах потенциальных геропротекторов и геропромоторов – факторов, замедляющих или ускоряющих, соответственно, старение животных и человека. Рассматривается процесс эволюции этой модели – от оценки только скорости размножения и насыщающей плотности клеток в непересеваемой культуре до снятия кривых их выживания в стационарной фазе роста и далее – до анализа возможной взаимосвязи всех частей кривой роста и последующего вымирания клеток. Анализируются возможные подходы к математическому и статистическому анализу получаемых в рамках данной модельной системы результатов. Подчеркивается, что такого рода исследования могут проводиться на клетках самой разной природы (нормальных и трансформированных клетках человека и животных, растительных клетках, дрожжах, микоплазмах, бактериях и др.), что делает возможным эволюционный подход к интерпретации полученных результатов. При этом наиболее перспективными, по мнению автора, являются эксперименты, проводимые на иммортализованных клетках человека и животных, так как они, с одной стороны, не являются раковыми, а с другой – обладают неограниченным митотическим потенциалом и поэтому не “стареют” при многочисленных делениях, как это, например, делают нормальные диплоидные фибробласты человека. Предполагается, что соответствующий математический анализ всей кривой роста и гибели непересеваемой клеточной культуры (от посева в культуральный флакон до полной гибели всех клеток) может позволить уточнить определенные взаимосвязи между развитием и старением многоклеточного организма, а также повысить достоверность выявления перспективных геропротекторов.

Об авторе

А. Н. Хохлов
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия

119234, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12

докт. биол. наук, зав. сектором эволюционной цитогеронтологии биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-939-15-90;





Список литературы

1. Schneider E.L., Smith J.R. The relationship of in vitro studies to in vivo human aging // Int. Rev. Cytol. 1981. Vol. 69. P. 261–270.

2. Gazzola G.C., Bussolati O., Longo N., Dall’Asta V., Franchi-Gazzola R., Guidotti G.G. Effect of in vitro ageing on the transport of neutral amino acids in human fibroblasts // Cellular ageing. Monographs in developmental biology, vol. 17 / Ed. H.W. Sauer. Basel-N.Y.: S. Karger, 1984. P. 234–244.

3. Macieira-Coelho A., Loria E., Berumen L. Relationship between cell kinetic changes and metabolic events during cell senescence in vitro // Cell impairment in aging and development / Eds V.J. Cristofalo and E. Holećkova. N.Y.- London: Plenum Press, 1975. P. 51–65.

4. Macieira-Coelho A. Kinetics of the proliferation of human fibroblasts during their lifespan in vitro // Mech. Ageing Dev. 1977. Vol. 6. N 5. P. 341–343.

5. Ohashi M., Aizawa S., Ooka H., Ohsawa T., Kaji K., Kondo H., Kobayashi T., Noumura T., Matsuo M., Mitsui Y., Murota S., Yamamoto K., Ito H., Shimada H., Utakoji T. A new human diploid cell strain, TIG-1, for the research on cellular aging // Exp. Gerontol. 1980. Vol. 15. N 2. P. 121–133.

6. Wasko B.M., Carr D.T., Tung H. et al. Buffering the pH of the culture medium does not extend yeast replicative lifespan // F1000Research. 2013. Vol. 2:216.

7. Morgunova G.V., Klebanov A.A., Marotta F., Khokhlov A.N. Culture medium pH and stationary phase/chronological aging of different cells // Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2017. Vol. 72. N 2. P. 47–51.

8. Чиркова Е.Ю., Головина М.Э., Наджарян Т.Л., Хохлов А.Н. Клеточно-кинетическая модель для изучения геропротекторов и геропромоторов // Докл. АН СССР. 1984. Т. 278. N 6. С. 1474–1476.

9. Хохлов А.Н., Головина М.Э., Чиркова Е.Ю., Наджарян Т.Л. Анализ некоторых кинетических закономерностей роста культивируемых клеток. I. Модель // Цитология. 1985. Т. 27. N 8. С. 960–965.

10. Khokhlov A.N. The cell kinetics model for determination of organism biological age and for geroprotectors or geropromoters studies // Biomarkers of aging: expression and regulation. Proceeding / Ed. F. Licastro and C.M. Caldarera. Bologna: CLUEB, 1992. P. 209–216.

11. Конев С.В., Мажуль В.М. Межклеточные контакты. Минск: Наука и техника, 1977. 312 с.

12. Kondo H., Kasuga H., Noumura T. Effects of various steroids on in vitro lifespan and cell growth of human fetal lung fibroblasts (WI-38) // Mech. Ageing Dev. 1983. Vol. 21. N 3–4. P. 335–344.

13. Macieira-Coelho A. Action of cortisone on human fibroblasts in vitro // Experientia. 1966. Vol. 22. N 6. P. 390–391.

14. Grünwald J., Mey J., Schönleben W., Hauss J., Hauss W.H. Cultivated human arterial smooth muscle cells. The effect of donor age, blood pressure, diabetes and smoking on in vitro cell growth // Pathol. Biol. (Paris). 1983. Vol. 31. N 10. P. 819–823.

15. Хохлов А.Н. Пролиферация и старение // Итоги науки и техники ВИНИТИ АН СССР, серия “Общие проблемы физико-химической биологии”. Т. 9. М.: ВИНИТИ, 1988. 176 с.

16. Khokhlov A.N. Cytogerontology at the beginning of the third millennium: from “correlative” to “gist” models // Russ. J. Dev. Biol. 2003. Vol. 34. N 5. P. 321–326.

17. Morgunova G.V., Kolesnikov A.V., Klebanov A.A., Khokhlov A.N. Senescence-associated β-galactosidase – a biomarker of aging, DNA damage, or cell proliferation restriction? // Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2015. Vol. 70. N 4. P. 165–167.

18. Khokhlov A.N. Stationary cell cultures as a tool for gerontological studies // Ann. N.Y. Acad. Sci. 1992. Vol. 663. P. 475–476.

19. Khokhlov A.N. Cell proliferation restriction: is it the primary cause of aging? // Ann. N.Y. Acad. Sci. 1998. Vol. 854. P. 519.

20. Khokhlov A.N. From Carrel to Hayflick and back, or what we got from the 100-year cytogerontological studies // Biophysics. 2010. Vol. 55. N 5. P. 859–864.

21. Khokhlov A.N. Does aging need its own program, or is the program of development quite sufficient for it? Stationary cell cultures as a tool to search for anti-aging factors // Curr. Aging Sci. 2013. Vol. 6. N 1. P. 14–20.

22. Khokhlov A.N. Impairment of regeneration in aging: appropriateness or stochastics? // Biogerontology. 2013. Vol. 14. N 6. P. 703–708.

23. Khokhlov A.N., Klebanov A.A., Morgunova G.V. Does aging have a purpose? // Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2017. Vol. 72. N 4. P. 222–224.

24. Shilovsky G.A., Shram S.I., Morgunova G.V., Khokhlov A.N. Protein poly(ADP-ribosyl)ation system: Changes in development and aging as well as due to restriction of cell proliferation // Biochemistry (Moscow). 2017. Vol. 82. N 11. P. 1391–1401.

25. Fabrizio P., Longo V.D. The chronological life span of Saccharomyces cerevisiae // Aging Cell. 2003. Vol. 2. N 2. P. 73–81.

26. Nyström T. Stationary-phase physiology // Annu. Rev. Microbiol. 2004. Vol. 58. P. 161–181.

27. Khokhlov A.N. Which aging in yeast is “true”? // Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2016. Vol. 71. N 1. P. 11–13.

28. Morgunova G.V., Klebanov A.A., Khokhlov A.N. Some remarks on the relationship between autophagy, cell aging, and cell proliferation restriction // Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2016. Vol. 71. N 4. P. 207–211.

29. Khokhlov A.N., Klebanov A.A., Karmushakov A.F., Shilovsky G.A., Nasonov M.M., Morgunova G.V. Testing of geroprotectors in experiments on cell cultures: choosing the correct model system // Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2014. Vol. 69. N 1. P. 10–14.

30. Alinkina E.S., Vorobyova A.K., Misharina T.A., Fatkullina L.D., Burlakova E.B., Khokhlov A.N. Cytogerontological studies of biological activity of oregano essential oil // Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2012. Vol. 67. N 2. P. 52–57.

31. Yablonskaya O.I., Ryndina T.S., Voeikov V.L., Khokhlov A.N. A paradoxical effect of hydrated C60-fullerene at an ultralow concentration on the viability and aging of cultured Chinese hamster cells // Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2013. Vol. 68. N 2. P. 63–68.

32. Khokhlov A.N., Morgunova G.V., Ryndina T.S., Coll F. Pilot study of a potential geroprotector, “Quinton Marine Plasma”, in experiments on cultured cells // Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2015. Vol. 70. N 1. P. 7–11.

33. Morgunova G.V., Klebanov A.A. Impairment of the viability of transformed Chinese hamster cells in a nonsubcultured culture under the influence of exogenous oxidized guanoside is manifested only in the stationary phase of growth // Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2018. Vol. 73. N 3. P. 124–129.

34. Khokhlov A.N., Morgunova G.V. On the constructing of survival curves for cultured cells in cytogerontological experiments: a brief note with three hierarchy diagrams // Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2015. Vol. 70. N 2. P. 67–71.

35. Morgunova G.V., Klebanov A.A., Khokhlov A.N. Interpretation of data about the impact of biologically active compounds on viability of cultured cells of various origin from a gerontological point of view // Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2016. Vol. 71. N 2. P. 67–70.

36. Khokhlov A.N., Klebanov A.A., Morgunova G.V. On choosing control objects in experimental gerontological research // Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2018. Vol. 73. N 2. P. 59–62.

37. Khokhlov A.N., Morgunova G.V. Testing of geroprotectors in experiments on cell cultures: pros and cons // Anti-aging drugs: From basic research to clinical practice / Ed. A.M. Vaiserman. Royal Society of Chemistry, 2017. P. 53–74.

38. Khokhlov A.N., Klebanov A.A., Morgunova G.V. Antiaging drug discovery in experimental gerontological studies: from organism to cell and back // Aging: Exploring a complex phenomenon / Ed. Sh.I. Ahmad. Boca Raton: Taylor & Francis, 2018. P. 577–595.

39. Charnov E.L. On evolution of age of maturity and the adult lifespan // J. Evol. Biol. 1990. Vol. 3. N 1–2. P. 139–144.

40. Charnov E.L., Berrigan D. Dimensionless numbers and life history evolution: age of maturity versus the adult lifespan // Evol. Ecol. 1990. Vol. 4. N 3. P. 273–275.

41. de Magalhães J.P., Costa J., Church G.M. An analysis of the relationship between metabolism, developmental schedules, and longevity using phylogenetic independent contrasts // J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci. 2007. Vol. 62. N 2. P. 149–160.

42. 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. Vol. 279. N 5349. P. 349–352.


Для цитирования:


Хохлов А.Н. КЛЕТОЧНО-КИНЕТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ПОИСКУ ГЕРОПРОТЕКТОРОВ: ТРИДЦАТЬ ЛЕТ СПУСТЯ. Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. 2018;73(4):227-232.

For citation:


A.N. Khokhlov A.A. CELL KINETIC APPROACHES TO THE SEARCH FOR ANTI-AGING DRUGS: THIRTY YEARS AFTER. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya. 2018;73(4):227-232. (In Russ.)

Просмотров: 116


ISSN 0137-0952 (Print)