Геронтология

При описании биологической сущности механизмов старения очень большую роль ученые отводят изучению фактора TOR. То, что ингибирование фактора TOR увеличивает продолжительность жизни и замедляет процессы клеточного старения у беспозвоночных, в частности у дрожжей, нематод и дрозофил, было известно давно. Однако вопрос о том, увеличивает ли ингибирование фактора TOR продолжительность жизни у млекопитающих, долгое время оставался открытым. В опытах, проведенных группой Дэвида Харрисона, TOR ингибировался с помощью рапамицина. В исследовании использовались три группы генетически гетерогенных мышей. В результате длительность жизни у мышей всех трех групп значительно увеличивалась: у самок на 14% а у самцов на 9%. Как известно, ингибирование TOR активирует процесс макроаутофагии. Это исследование впервые показывает, что ингибирование фактора TOR увеличивает продолжительность жизни и замедляет клеточное старение не только у беспозвоночных, но и у млекопитающих.
Ученые уверены, роль стволовых клеток в механизмах старения — это тема, которая позволит в будущем управлять биологическим возрастом.

В 1980 году Грегори М. Фэй (Gregory M. Fahy, Ph. D.) опубликовал статью о замораживании и удачном оттаивании с сохранением жизненных функций нескольких типов органов и тканей кролика с использованием диметилсульфоксида. В частности, ему удалось заморозить при -135°C почку кролика, затем оттаять ее и успешно трансплантировать животному. В настоящее время Грегори М. Фэй является вице-президентом и главным научным сотрудником компании «Медицина 21-го века», которая занимается исследованием и разработкой менее токсичных криопротекторов с минимальным формированием льда. А также ведет исследования по поиску синтетических блокаторов формирования льда, которые были бы подобны белкам-антифризам, найденным в живых организмах Арктики. В перспективе, витрификация будет использоваться для сохранения человеческих органов и тканей для последующей трансплантации.

Доктор Тюссо выдвинул гипотезу о том, что в клетках, подвергнутых сублетальному воздействию стресса, должны вырабатываться биомаркеры клеточного старения. В своих ранних исследованиях в начале 90-х он обнаружил, что обработка фибробластов человека сублетальными дозами этанола и бутилгидропероксида вызывала появление типичных морфологических признаков клеточного старения. Сходные изменения происходили при обработке клеток перекисью водорода. Также было показано, что длительная и повторяющаяся обработка клеток провоспалительными цитокинами (IL-1α, TNFα, TGFβ1) также вызывала появление биомаркеров старения. Протеомный анализ позволил выявить несколько десятков белков, включая аннексин А2, IGFBP-3, кавеолин-1, гемоксигеназа-1, IL-1α и т. д., экспрессия которых была существенно выше в стареющих фибробластах. Группа доктора Тюссо также принимала участие в общеевропейском проекте GEHA (GEnetics of Healthy Aging), цель которого состояла в картировании генов, участвующих в регуляции продолжительности жизни, у европеоидов. В митохондриальной ДНК была найдена мутация С150Т, влияющая на эффективность окислительного фосфорилирования, и показано, что у пожилых людей происходит накопление митохондриального варианта 150Т, связанного со сниженной эффективностью работы дыхательной цепи митохондрий. Был найден локус на хромосоме 11, сцепленный с долголетием, который содержал целый ряд потенциальных генов-кандидатов «долголетия», включая гены сиртуина-3 (SIRT3), инсулина (INS), тирозингидроксилазы (TH), инсулиноподобного гормона роста-2 (IGF2) и протоонкогена HRAS1.

DAF-16/forkhead — фактор транскрипции, который является молекулой-мишенью в инсулиноподобном сигналлинге. Он необходим для регулирования продолжительности жизни и стрессоустойчивости. Исследования, которые группа профессора Хейди Тиссенбаум проводила на объекте Caenorhabditis elegans, показали, что C-Jun N-terminal киназа (JNK) является положительным регулятором DAF-16 в обоих процессах. Также было показано, что JNK-1 непосредственно взаимодействует с DAF-16. Кроме того, в ответ на тепловой стресс, JNK-1 способствует транслокации DAF-16 в ядро. Таким образом, стал почти полностью понятен механизм, с помощью которого JNK-1 и DAF-16 регулируют долголетие и стрессоустойчивость.

Основной темой исследований доктора Рота является исследование влияния калорической рестрикции на старение у приматов. Кроме того, группа доктор Рота ведет разработку миметиков калорической рестрикции. Первый миметик калорической рестрикции — 2-деоксиглюкоза, открытый более десяти лет назад, при повышенных дозах обладает токсичностью. Джордж Рот и его коллеги обнаружили альтернативу 2-деоксиглюкозе — простой углевод манногептулоза, содержащийся в авокадо, который оказывает действие на те же метаболические пути, что и калорическая рестрикция. Однако он менее токсичен. Мышам вводили до 300 микрограмм этого миметика калорической рестрикции на грамм веса животного. При этом у мышей повышалась чувствительность к инсулину и повышалась скорость выведения глюкозы из крови. Кроме того, манногептулоза увеличивала скорость «сжигания» жиров в мышцах. Мыши, которым была введена манногептулоза, без ограничения питания жили на 30% дольше, чем контрольная группа животных.