Научно-практическая конференция и школа с международным участием, посвященная 90-летию со дня рождения академика В.В.Фролькиса

АССОЦИИРОВАННАЯ СО СТАРЕНИЕМ БЕТА-ГАЛАКТОЗИДАЗА КАК БИОМАРКЕР СТАРЕНИЯ – ЦИТОГЕРОНТОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

2014

Наиболее популярным из биомаркеров клеточного старения (БКС) является активность бета-галактозидазы pH 6.0 (ассоциированная со старением бета-галактозидаза, senescence-associated beta-galactosidase, SA-β-Gal). Фермент β-галактозидаза, лизосомная гидролаза, обычно проявляет свою активность при pH 4.0, но в "сенесцентных" клетках эта активность может быть, с помощью определенных биохимических методов, обнаружена при pH 6.0. Целесообразность использования активности SA-β-Gal в качестве БКС была впервые постулирована в 1995 г. в работе Димри с соавторами, продемонстрировавших, что интенсивность экспрессии этого фермента возрастает при старении как in vitro, так и in vivo.  В последующие годы данный БКС широко использовался в цитогеронтологических экспериментах для оценки "возраста" клеток, а в настоящее время является наиболее распространенным в работах, основанных на не устраивающем нас определении клеточного старения, согласно которому под ним в первую очередь понимается накопление/появление в клетках (чаще всего – трансформированных, которым не свойственно репликативное старение) определенных "БКС" (именно так, в кавычках, ибо в данном случае ни о каком реальном старении речь не идет) под влиянием различных внешних факторов (окислительного стресса, H2O2, митомицина C, этанола, ионизирующей радиации, доксорубицина и др.), вызывающих повреждение ДНК. Это явление было названо DDR (DNA Damage Response – реакция на повреждения ДНК). Однако параллельно с такими работами стали появляться публикации, подчеркивавшие, что активность SA-β-Gal в клетках – не такой уж хороший БКС, ибо во многих случаях он зависит не столько от возраста (как in vivo, так и in vitro), сколько от метода исследования и/или наличия определенных патологий, а также, что представляется нам наиболее важным, от пролиферативного статуса изучаемых клеток. Складывается впечатление, что ограничение пролиферации клеток по той или иной причине (дифференцировка, контактное торможение, DDR, некоторые болезни) и является тем фактором, который вызывает стимуляцию экспрессии SA-β-Gal. Иными словами, даже в "молодых" клетках появляется SA-β-Gal, если им не давать размножаться. Совсем недавно мы, используя нашу цитогеронтологическую модель "стационарного старения", показали, что в находящейся в стационарной фазе роста культуре трансформированных клеток китайского хомячка растет со временем доля клеток, в которых методом Димри с соавт. определяется  SA-β-Gal. Помимо прочего, этот процесс сопровождается, с одной стороны, увеличением в клетках содержания поли(ADP-рибозы), а с другой - снижением их способности синтезировать поли(ADP-рибозу) в ответ на повреждение ДНК под воздействием H2O2. Данные такого рода, на наш взгляд, служат дополнительным доказательством жизнеспособности нашей концепции старения, постулирующей решающую роль ограничения пролиферации клеток в накоплении в них различных макромолекулярных дефектов (наиболее важные из них - повреждения ДНК), приводящих, в свою очередь, к ухудшению функционирования органов и тканей и дальнейшему увеличению вероятности смерти макроорганизмов.