Часы старения: обнулить, замедлить, обратить вспять?
Маргарита Перцева
Организм человека подобен часам: стрелки постоянно бегут вперёд, мы стареем. Механизм этих часов очень сложен, но биологам удалось разобраться в некоторых принципах его работы.
Широко известны эксперименты другого нобелевского лауреата 2012 года — японца Синьи Яманаки. Он получал индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК)* из фибробластов взрослого организма с использованием всего лишь четырёх транскрипционных факторов. Казалось, вот-вот наступит новая эра регенеративной медицины. Однако, увы, по ряду причин ИПСК пока не удаётся широко использовать. Например, они способны образовывать опухоли или иногда при их дифференцировке и превращении во взрослую клетку проявляются некоторые генетические нарушения, да и процент успешно перепрограммировавшихся клеток весьма невелик.Опыты Яманаки также подтвердили гипотезу, что часы старения взрослых дифференцированных клеток могут быть «обнулены».
В экспериментах обоих нобелевских лауреатов омоложение клеток происходит с потерей специализации (этот процесс называется дедифференцировкой). Но, оказывается, процесс старения можно обратить вспять, сохранив специфические клеточные функции.
Молодые и профориентированные
Эксперименты, доказавшие возможность омоложения клетки без утраты её специфичности, проводили разные научные группы. К настоящему моменту описаны уже три способа, как заставить клетку «вспомнить молодость»: создание «молодого окружения», воздействие на определённые гены и фармакологическое воздействие.
Создание «молодого окружения». Сотрудники Стэнфордского университета супруги Ирина и Михаил Конбой (Irina Conboy и Michael Conboy) с соавторами ещё в 2005 году продемонстрировали возможность омоложения клеток и тканей под внешним биологическим воздействием. Они использовали гетерохронический парабиоз (сокращённо — ГП) — метод, при котором старая и молодая мыши сшиваются боками, подобно сиамским близнецам, создаются общая кровеносная система и пул крови. При этом, как показали эксперименты, к клеткам мышц и печени старой мыши возвращается юность. Они приобретают фенотип молодых клеток, а молекулярные метки старения пропадают. Восстанавливают свой потенциал и тканеспецифичные стволовые клетки мышц. Авторы сообщают, что даже очень старые стволовые клетки не теряют своей способности восстанавливать и поддерживать ткань, если им обеспечить молодое окружение.
В 2014 году биологи из Гарвардского университета под руководством Ли Рубин и Эмми Уэгерс (Lee Rubin и Amy Wagers), используя гетерохронический парабиоз, выявили фактор роста и дифференцировки 11 (grow differentiation factor11) — гормон GDF11, который обращает старение вспять в большинстве тканей. GDF11 синтезируется в организме, но его уровень снижается с возрастом. Журнал «Science» назвал эту работу первой демонстрацией фактора омоложения.
Другая группа из Гарварда в соавторстве с коллегами из научных центров Калифорнии тоже использовала модель гетерохронического парабиоза и сосредоточилась на эффектах, возникающих при воздействии молодой крови на мозг. Выяснилось, что в определённых областях мозга мыши стали появляться новые нейроны, которые в норме возникают только у молодых особей. (Интересно, что во всех экспериментах с гетерохроническим парабиозом молодые мыши стареют.)
Механизмы описанных эффектов на сегодняшний день до конца не ясны. Биологи предполагают, что в эти процессы вовлечены как стволовые клетки, так и различные ростовые факторы, цитокины и др.
Статьи по теме
- Как омолодить стволовые клетки
- РОЖАТЬ НЕЛЬЗЯ КЛОНИРОВАТЬ
- Новая жизнь старых клеток дает надежду
- Нобелевская премия по медицине и физиологии 2012 года. Успехи регенеративной биологии
- Секрет бессмертия стволовых клеток кроется в их метаболизме
Читайте в любое время
