База данных исследований по борьбе со старением

Окислительный стресс и воспаление вовлечены в развитие различных возраст-зависимых патологий. Исследовательская группа доктора Фу Шенга из Университета Тафтс (Бостон) продемонстрировала, что окислительная инактивация протеасомы является молекулярным связующим звеном между окислительным стрессом и интерлейкином-8 (цитокин, вызывающий воспаление). Блокирование любой из стадий этого каскада, приведет к отмене ингибирования протеасомы и, что может уменьшить синтез провоспалительных молекул в клетке. Был обнаружен сигнальный каскад, который приводит к увеличению концентрации интерлейкина-8 в ответ на ухудшение работы протеасомы.

Круг научных и медицинских интересов Нормана Шарплесса включает разработку новых антираковых терапий, поиск биомаркеров старения, изучение меланом и генетические исследования рака. Главный фокус исследований в лаборатории доктора Шарплесса — это изучение роли локуса опухолевого супрессора INK4a/ARF в развитии рака и в старении человека. В лаборатории доктора Шарплесса:- обнаружено, что активация механизмов клеточного старения происходит в некоторых самообновляемых клеточных компартментах организма и нишах стволовых клеток. Следовательно, старение организма происходит по мере старения взрослых стволовых клеток. — показано, что потеря клеточного старения в данных компартментах и нишах ведет к раку. Следовательно, рак и старение представляют собой, соответственно, потерю и успешное развитие клеточного старения в отдельных нишах стволовых клеток. Поскольку фактор p16INK4a играет важную роль в предотвращении меланомы, в лаборатории также на протяжении длительного времени проводятся исследования этой особо опасной формы рака. Созданы несколько мышиных моделей меланомы человека, используемых для тестирования новых антираковых терапевтических агентов. Показана репрессивная роль p16INK4a/RB- и ARF/p53-зависимых супрессорных путей по отношению к меланоме в ответ на активацию RAS/RAF-зависимых сигналов. Открыт новый подтип экспрессионного профиля меланомы человека, что позволило обнаружить новую терапевтическую мишень — белок CD200 (мембранный гликопротеин-иммуномодулятор, регулирующий развитие миелоидных линий клеток и участвующий в проведении ингибирующего сигнала по отношению к развитию макрофагов) — для лечения меланомы. Экспрессия фактора p16INK4a, являющегося важным индуктором клеточного старения, заметно увеличивается с возрастом. Следовательно, экспрессия данного белка может служить своеобразным биомаркером физиологического (но не временного) старения.

Зубы развиваются из взаимодействий между клетками мезенхимы и эпителием, где эпителий обеспечивает инструктивную информацию для инициирования. Основываясь на этих начальных взаимодействиях ткани, группой под руководством профессора Шарпа клетки мезенхимы были заменены мезенхимой, созданной скоплением культурных незубных стволовых клеток мышей. Перекомбинации между незубной, полученной из клеток мезенхимой, и эмбриональным эпителием ротовой полости стимулируют одонтогенный ответ в стволовых клетках. Эмбриональные стволовые клетки, нервные стволовые клетки, и взрослые, полученные из костного мозга, клетки — все отвечали выделением одонтогенных генов. Кроме того, перемещение зачатка эмбрионального зуба во взрослую челюсть закончилось развитием структур зуба. Это свидетельствует о том, что эмбриональный зачаток может развиться во взрослой окружающей среде. Перемещение перекомбинаций во взрослые почечные капсулы закончилось развитием структур зуба и связанных костей. Таким образом, эти результаты обеспечивают существенный прогресс в создании искусственного эмбрионального зачатка зуба от культурных клеток, которые могут использоваться, чтобы заменить отсутствующие зубы после трансплантации в рот взрослого.

Доктор Чуанг занимается изучением ингибиторов HDAC и их терапевтического применения при лечении различных нарушений нервной системы. Многие нарушения в работе мозга связаны с дисбалансом в уровне ацетилирования белков и нарушениями транскрипции. Группа Чуанга показала, что с помощью воздействий разнообразными ингибиторами HDAC можно исправить эти нарушения, и это является перспективной стратегией в терапии нервнодегенеративных заболеваний. Кроме того, доктор Чуанг совместно с докторами Ким и Лидс показал влияние ингибитора HDAC — бутирата натрия — на нейрогенез в ишемизированном мозге. Полученные результаты указывают на то, что пролиферация, миграция и дифференциация клеток, вызванная ингибиторами гистоновых деацетилаз, может способствовать длительному благоприятному эффекту бутирата натрия после ишемических повреждений. Д-р Чуанг говорит и о других ингибиторах дейцетилаз гистонов, в частности о вальпроевой кислоте. Это широко описанное и изученное лекарство от биполярных психозов и припадков — является ингибитором HDAC. Воздействие ингибиторов HDAC после инсульта вызывает уменьшение объема инфаркта мозга. Д-р Чуанг с коллегами проводили инъекции трех ингибиторов HDAC мышам через 24 часа после искусственно вызванного инсульта. Показано, что все три ингибитора приводят к уменьшению объема инфаркта. Они разрушают ДНК клеток микроглии, но эффект вальпроевой кислоты сильнее. Исследования показали, что трихостатин, А и бутират натрия — два структурно различных ингибитора HDAC — так же вызывают апопотоз микроглии. Эти исследования открыли новые механизмы усиления нейропротекции с помощью ингибиторов HDAC.

Исследовательская группа под руководством Эдуардо изучает вторичные мессенджеры — малые сигнальные молекулы, которые производятся клеткой в ответ на различные физиологические стимулы. Белок CD38 является многофункциональным ферментом, использующим молекулу НАД+ в качестве субстрата для синтеза вторичных мессенджеров, например цАДФ-рибозы. Ин-тересно также то, что белок CD38 присутствует на внутренней ядерной мембране. Под руководством Эдуар-до Чини было проведено исследование опосредованного влияния белка CD38 на ферментативную активность SIRT1, через регуляцию уровня НАД+.Было выявлено, что у мышей с вы-ключенным геном CD38, тканевой уровень НАД+ существенно повышен. Исследователи также обнаружили, что инкубация очищенного рекомбинантного белка SIRT1 с белком CD38 или ядерным экстрактом от мышей дикого типа приводит к инги-бированию активности SIRT1. Более того, эндогенная активность SIRT1 у мышей с «выключенным» CD38 оказалась в несколько раз выше по сравнению с диким типом. Кроме того, у мутантных мышей был повышен уровень деацетилирования одного из субстратов фермента SIRT1 — белка р53. Эти данные подтверждают, что CD38 является основным регулятором соотношения клеточного/ядерного уровня НАД+ и активности SIRT1, и указывают на ещё одну возможную регуляционную точку активности сиртуинов.

C-Jun киназа является основным компонентом фактора транскрипции АР-1 и играет ключевую роль в регуляции различных биологических процессов, включая пролиферацию и апоптоз. Лечение клеток винбластином — ингибитором микротрубочек — приводит к увеличению экспрессии С-Jun киназы, ее фосфорилированию и активации AP-1-зависимой транскрипции. Однако роль JNK в реакции клеток на винбластин оставалась невыясненной. Ученые из группы профессора Тимоти Чамберса для ответа на этот вопрос использовали линии раковых клеток, в которых экспрессируется негативная форма киназы (ТАМ-67), а также клетки, которые обладают гиперэкспрессией C-Jun. В результате исследования гибель клеток, индуцированная винбластином, проявилась в культуре с ТАМ-67, а клетки с С-Jun гиперэкспрессией не погибли. Однако, с учетом того, что исследование проводилось на раковых клетках, а винбластин используется как противораковый препарат — подобное влияние JNK является негативным. Необходимо выяснить, какое действие будет оказывать гиперэкспрессия JNK на нормальные клетки. Таким образом, исследование показало, что апоптоз и старение клеток сильно сдерживаются гиперэкспрессией JNK, которая в свою очередь, является защитной реакцией на винбластин.

В лаборатории Чжэна Цуя в линии мышей BALB/c были обнаружены особи, устойчивые к введению в организм больших летальных доз раковых клеток. Из этих особей была основана линия SR/CR (Spontaneous regression/complete resistant). Ключевыми компонентами этого ответа являются гранулоциты, моноциты и естественные клетки-киллеры, которые обуславливают врожденный клеточный иммунитет. Было выявлено, что адаптивный перенос донорных лейкоцитов из линии мышей SR/CR может обеспечивать защиту чувствительных к раку мышей дикого типа от последующего введения им раковых клеток, а также уничтожение уже имеющихся злокачественных опухолей без дополнительных процедур. Установлено, что устойчивость к раку связана с наличием у мышей лейкоцитов, способных к выявлению и уничтожению раковых клеток в течение нескольких часов после заражения. Это исследование предполагает возможность разработки аналогичного метода переноса лейкоцитов для человека, если удастся выявить людей с подобной антираковой активностью лейкоцитов и использовать их в качестве доноров.

Известно, что циклооксигеназа-2 (ЦОГ-2) косвенно влияет на синтез ММП макрофагами в нестабильных атеросклеротических бляшках. Кроме того, установлено, что у лиц с аллелем -765С плазменный уровень С-реактивного белка (СРБ) ниже, чем у гомозигот по аллели -765G.Ученые группы Франческо Ципол-лони выполнили генетический анализ у 1728 человек с высоким сердечно-сосудистым риском. Были обследованы 864 пациента с первым инфарктом миокарда (ИМ) или атеротромботическим ишемическим инсультом, а также 864 человека из группы контроля. Участники обеих групп были сопоставимы по наличию факторов сердечно-сосудистого риска и терапии сопутствующих заболеваний. Гетерозиготами по аллелю -765G были 43.3% пациентов из группы ИМ/инсульта, и лишь 17.9% участников из группы контроля, гомозиготами — 6.4% и 1.1%, соответственно. После поправки на возраст, пол, индекс массы тела, наличие гиперхолестеринемии, гипертонии, сахарного диабета, оказалось, что у пациентов с аллелем -765G ниже относительный риск ИМ или ишемического инсульта (52%). У гомозигот по аллелю -765СС протекторный эффект увеличивается до 67%.Также оказалось, что у носителей аллелю -765С экспрессия ЦОГ-2 и ММП в атеросклеротических бляшках достоверно ниже. В будущем планируется определять генетически детерминированный риск сердечно-сосудистых заболеваний с помощью выявления полиморфизма гена ЦОГ-2 (замена гуанина на цитозин в позиции -765). Таким образом, аллель -765С может защищать от разрыва бляшки за счет изменения экспрессии ЦОГ-2 бляшечными макрофагами.

Одно из направлений работы группы профессора Цезар — поиск маркеров ранней стадии нейродегенеративных заболеваний, параллельно ведутся проекты по изучению метаболизма нервных стволовых клеток с целью их использования в регенерации нервной ткани. Используя системный подход в изучении клеточного метаболизма (метаболомики), учёные выявили новые «малые молекулы» во внутриклеточном пространстве эмбриональных стволовых клеток человека. Эти молекулы были обнаружены только в стволовых клетках и привлекли большое внимание учёных. В перспективе их можно использовать как биомаркеры стволовых клеток. В настоящее время, группа занимается вопросами происхождения этих «малых молекул», их роли в стволовых клетках.

Доктор Царзуэло исследует влияние полифенолов на различные физиологический процессы, происходящие в организме, в том числе — на инсулиноустойчивость, а также выясняет их роль в защите от активных форм кислорода. Полифенол резвератрол — фитоалексин в последнее время привлекает все больше внимания как миметик ограничения калорийности. Это вещество является потенциальным активатором НАД(+) зависимых деацетилаз, сиртуинов, от которых зависит увеличение продолжительности жизни. Кроме того, резвератрол активирует АМФ-зависимую протеинкиназу и биогенез митохондрий. В исследовании ученых под руководством Царзуэло исследовалось влияние резвератрола на метаболический синдром, искусственно вызванный у крыс. Крысы, страдавшие искусственно вызванным ожирением и метаболическим синдромом, получали резвератрол. После этого в плазме крови крыс уменьшилось содержание триглицеридов, холестерола, свободных жирных кислот, инсулина и лептина — гормона, выделяемого жировой тканью, а также уменьшилось количество жиров в печени.