Демографические подходы к изучению старения на клеточных культурах

Стареющие организмы вымирают в соответствии с «законом Гомпертца», т.е. вероятность их смерти увеличивается с возрастом. Построение кривых выживания является основным инструментом геронтологов, позволяющим изучать старение и тестировать геропротекторные препараты. Анализ кривых выживания включает в себя получение целого ряда показателей, характеризующих старение популяции — например, средняя и максимальная продолжительность жизни, сила смертности, темп старения. Тестирование геропротекторов можно корректно производить лишь с помощью получения таких кривых. Вымирание стационарных клеточных популяций — бактерий, дрожжей, клеток млекопитающих в культуре — также происходит в соответствии с уравнением Гомпертца. В связи с этим целесообразно использовать построение кривых выживания и их анализ для изучения «старения» непересеваемых культур клеток и тестирования на них геропротекторных препаратов. Мы использовали этот подход в наших собственных экспериментах, благодаря чему смогли обнаружить положительное геропротекторное влияние препарата «Квинтон» на культуру «стационарно стареющих» клеток китайского хомячка.

1. Jones O.R., Scheuerlein A., Salguero-Gymes R., Camarda C.G., Schaible R., Casper B.B., Dahlgren J.P., Ehrlen J, Garcia M.B., Menges E.S., Quintana-Ascencio P.F., Caswell H, Baudisch A., Vaupel J.W. Diversity of ageing across the tree of life // Nature. 2014. Vol. 505. N 7482. P. 169-173.

2. Comfort A. Ageing: The biology of senescence. London: Routledge & Kegan Paul, 1964. 365 pp.

3. Дубина Т.Л., Разумович А.Н. Введение в экспериментальную геронтологию. Минск: Наука и техника, 1975. 168 с.

4. Holliday R. Aging: The paradox of life. Why we age. Dordrecht: Springer, 2007. 134 pp.

5. 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.

6. Martinez D.E., Bridge D. Hydra, the everlasting embryo, confronts aging // Int. J. Dev. Biol. 2012. Vol. 56. N 6-8. P. 479-487.

7. Shuryak I., Sun Y., Balajee A.S. Advantages of binomial likelihood maximization for analyzing and modeling cell survival curves // Radiat. Res. 2016. Vol. 185. N 3. P. 246-256.

8. Kehwar T.S., Chopra K.L., Rai D.V. A unified dose response relationship to predict high dose fractionation response in the lung cancer stereotactic body radiation therapy // J. Med. Phys. 2017. Vol. 42. N 4. P. 222-233.

9. Herskind C, Liu Q, Liu X., Zhang Y., Ma L, Angelie E, Ma H.H., Liu J., Giordano F.A., Wenz F, Veldwijk M.R. A hypothesis of radioresistance and cell-survival curve shape based on cell-cycle progression and damage tolerance // Radiat. Prot. Dosimetry. 2018. Vol. 183. N 1-2. P. 107-110.

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

11. Kawaiek A., van der Klei I.J. At neutral pH the chronological lifespan of Hansenula polymorpha increases upon enhancing the carbon source concentrations // Microb. Cell. 2014. Vol. 1. N 6. P. 189-202.

12. Li X., Snyder M.P. Yeast longevity promoted by reversing aging-associated decline in heavy isotope content // NPJ Aging Mech. Dis. 2016. Vol. 2: 16004.

13. Belak Z.R., Harkness T., Eskiw C.H. A rapid, high-throughput method for determining chronological lifespan in budding yeast // J. Biol. Methods. 2018. Vol. 5. N 4: e106.

14. Yang Y., Santos A.L., Xu L., Lotton C., Taddei F., Lindner A.B. Temporal scaling of aging as an adaptive strategy of Escherichia coli // Sci. Adv. 2019. Vol. 5. N 5: eaaw2069.

15. 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.

16. Khokhlov A.N. Cell kinetic approaches to the search for anti-aging drugs: Thirty years after // Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2018. Vol. 73. N 4. P. 185-190.

17. 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.

18. 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.

19. Morgunova G.V., KarmushakovA.F., Klebanov A.A., Khokhlov A.N. Studies into the effect of «mild» uncoupling with 2,4-dinitrophenol on the growth of Chinese hamster cell culture and its subsequent dying out in the stationary phase // Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2019. Vol. 74. N 3. P. 163-169.

20. 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.

21. Fabrizio P, Longo V.D. Chronological aging-induced apoptosis in yeast // Biochim. Biophys. Acta Mol. Cell Res. 2008. Vol. 1783. N 7. P. 1280-1285.

22. Khokhlov A.N. Which aging in yeast is «true»? // Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2016. Vol. 71. N 1. P. 11-13.

23. Burtner C.R., Murakami C.J., Kennedy B.K., Kaeberlein M. A molecular mechanism of chronological aging in yeast // Cell Cycle. 2009. Vol. 8. N 8. P. 1256-1270.

24. 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.