Кліткове старіння. Старіння клітин

Останні два-три роки стали для геронтології буквально проривними. Спочатку вчені знайшли спосіб продовжити життя дріжджів, черв'яків і навіть мишей за допомогою голодування, потім кілька генів, здатних продовжити активне довголіття. Вдалося навіть виявити зв'язок між розвитком статевої системи, жирової тканини та тривалістю життя.

Але підхід до молекулярних і клітинних основ старіння не змінювався вже кілька десятиліть: накопичення мутацій, що неминуче виникають при розподілі, поступове руйнування білків та виснаження «резервних» систем.

Мартін Хетцер з Інституту біологічних досліджень Салка та його колеги змогли суттєво уточнити це розуміння:

За загальними словами про зношування ховається як мінімум порушення роботи ядерних пір, які забезпечують вибірковий обмін вмістом між ядром і клітиною.

Незважаючи на мікроскопічні розміри – від п'яти до сотні мікрометрів, клітина сама включає ще декілька десятків органел, головна серед яких – ядро, що забезпечує регуляцію всіх внутрішньоклітинних і навіть позаклітинних процесів. Усередині ядра, яке може займати до 80% обсягу (у сперматозоїдів), розташовується найцінніше - генетична інформація, яка зашифрована в послідовності ДНК.

Якби не ядерна оболонка, то кількість мутацій і збоїв у зчитуванні коду просто не дало б можливості клітині жити. Але незважаючи на подвійну мембрану, що оточує хромосоми,

Генетичний апарат не перебуває в ізоляції: різні види РНК постійно залишають ядро, регулюючи синтез білка, тоді як проникають всередину сигнали, що активують транскрипційні фактори.

Як і у випадку з більш «великими» бар'єрами, що працюють на рівні всього організму, ядерний теж має вибіркову проникність: наприклад, жиророзчинні молекули, будь то стероїдні гормони або певні лікарські речовини, легко проникають через саму мембрану, більше схожу на тонку масляну плівку з вкрапленнями.

А ось нуклеїнові кислоти, білки та інші гідрофільні сполуки приречені проходити через спеціальні канали – ядерні пори. Незважаючи на різноманіття молекул, що пропускаються, самі пори досить консервативно влаштовані у більшості організмів і складаються з внутрішнього каналу і симетричних зовнішніх частин, схожих на розташовані у вершинах восьмикутника білкові молекули.

Як показали Хетцер і співавтори публікації в Cell, згодом ці пори починають «текти», що і стає причиною «помітніших» наслідків – відкладення амілоїдних бляшок уздовж судин мозку, руйнування хрящів у суглобах, «обтрусення» серця.

На прикладі м'язових клітин, а потім – і всього організму нематоди C. elegans вчені продемонстрували, що периферична частина ядерного каналу регулярно оновлюється, тоді як центральна перебудовується лише під час поділу клітин, у якому оболонка ядра спочатку руйнується, та був утворюється знову. Відповідно, ядерні пори поступово «зношуються», але, на відміну від інших внутрішньоклітинних систем, не оновлюються, що призводить до «протечки». У результаті ядро ​​потрапляють як мутагени, а й інші молекули, порушують роботу генетичного апарату.

Якщо справа стосується клітин шкіри або епітелію кишечника, що постійно оновлюються, то такої проблеми не виникає, але як бути нервовим або м'язовим клітинам, що практично не діляться протягом усього життя? Не дивно, що їхній обмін речовин зав'язаний не лише на «сигнали» з ядра, а й на усталені каскади реакцій, що не потребують швидкого втручання генетичного апарату.

Відкриття Хетцера не стало черговою "самодостатньою" гіпотезою в теорії старіння. Вчені продемонстрували, як активні форми кисню, які давно стали головним ворогом геронтологів, здатні прискорювати зношування ядерних пір, а разом з цим і старіння всієї клітини. Залишається сподіватися, що система, що компенсує ці «протечки», все ж таки існує, і якщо вдасться її виявити, то це стане новим витком у вивченні активного довголіття.

Незважаючи на універсальність, процесу старіння важко дати чітке визначення. З віком відбуваються фізіологічні та структурні зміни майже у всіх системах органів. При старінні мають велике значення генетичні та соціальні фактори, характер харчування, а також пов'язані з віком хвороби – атеросклероз, цукровий діабет, остеоартроз. Ушкодження клітин, зумовлені віком, також є важливим компонентом старіння організму.

З віком прогресивно страждає низка функцій клітин. Знижується активність окисного фосфорилювання у мітохондріях, синтезу ферментів та рецепторів клітин. Клітини, що старіють, мають знижену здатність до поглинання поживних речовин і відновлення хромосомних пошкоджень. До морфологічних змін у старіючих клітинах відносяться неправильні та часточкові ядра, поліморфні вакуолізовані мітохондрії, зменшення ендоплазматичної мережі та деформація пластинчастого комплексу. Одночасно відбувається накопичення пігменту ліпофусцину.

Старіння клітин є багатофакторним процесом. Він включає ендогенні молекулярні програми клітинного старіння, а також екзогенні впливи, що призводять до прогресуючого вторгнення в процеси виживання клітин.

Феномен клітинного старіння інтенсивно вивчається у дослідах in vitro. Показано, що в клітинах, що старіють, відбувається активація специфічних для старіння генів, пошкоджуються гени - регулятори росту, стимулюються інгібітори росту, а також включаються й інші генетичні механізми.

Припускають, що генні дефекти можуть бути обумовлені уповільненням телометричним хромосом. Теломери відіграють важливу роль у стабілізації термінальних порцій хромосом та прикріпленні їх до ядерного матрикса. Наприклад, довжина теломерів зменшується в останніх пасажах культури клітин і в культурі клітин людей старечого віку. Виявлено зв'язок між довжиною теломера та активністю теломерази.

Отримані ушкодження клітин при старінні виникають під дією вільних радикалів. Причинами цих пошкоджень може бути вплив іонізуючої радіації або прогресуюче зниження активності антиоксидантних механізмів захисту, наприклад, вітаміну Е, пероксидази глютатіону. Пошкодження клітини вільними радикалами супроводжується накопиченням ліпофусцину, проте сам собою пігмент не токсичний для клітини. Крім того, СПОЛ та вільні радикали викликають пошкодження нуклеїнових кислот як у ядрі, так і мітохондріях. Мутації та знищення мітохондріальної ДНК із віком стають просто драматичними. Вільні радикали кисню каталізують також утворення модифікацій білків, включаючи ферменти, роблячи їх чутливими до дії нейтральних і лужних протеаз, що ушкоджують, що містяться в цитозолі, що веде до подальшого порушення функцій клітини.

Посттрансляційні зміни внутрішньоклітинних та позаклітинних білків також виникають із віком. Один із різновидів таких змін - неферментне глікозилювання білків. Наприклад, пов'язане з віком глікозилювання білків кришталика лежить в основі старечої катаракти.

Нарешті, є дані про порушення утворення стрес-сміттєвих білків in vitro у експериментальних тварин при старінні. Освіта стресорних білків - найважливіший механізм захисту від різних стресів.

p align="justify"> Резюмуючи викладений вище матеріал, виникає необхідність поставити кілька питань, відповіді на які дозволять створити більш повне уявлення, як про проблему старіння клітин, так і про старіння організму в цілому.

Перше питання можна сформулювати наступним чином: чи є тіломеразний механізм єдиним фактором, що викликає старіння соматичних клітин? Якщо під терміном «старіння клітин» розуміти лише зупинку мітозу, це, очевидно, негаразд. Згадаймо, хоча б, про те, що блокада мітозу клітин може включатися і в клітинах, довжина теломер яких ще не досягла критичного рівня. Так відбувається в клітинах, що отримали через ті чи інші причини нерепароване пошкодження ДНК. Як відомо, у цих випадках активація гена р53 та інших споріднених йому за функцією генів призводить до блокади мітозу та ініціації процесу апоптозу. Ці ж явища мають місце і у разі малегізації клітини. Таким чином, стає ясно, що для організму найбільш важливо позбутися пошкоджених клітин, здатних у разі їх виживання дати клон клітин з порушеними властивостями та функціями, що може загрожувати непередбачуваними наслідками (наприклад, утворенням злоякісної пухлини). Отже, знищення шляхом апоптозу клітин, що досягли ліміту Хейфліка, це лише окремий випадок збереження морфологічного і функціонального гомеостазу організму, оскільки в клітинах, що довго живуть і багаторазово діляться, можливе накопичення метаболічних помилок і пошкодження геному.

Друге питання звучить так: чи є тіломеразний механізм старіння клітин фактором, що визначає старіння організму загалом? Навряд чи це питання можна відповісти позитивно. Пошлемося на деякі відомі факти. У 90-річних донорів бралися фібробласти, які у культурі ділилися лише на 20 разів менше, ніж ембріональні фібробласти. Як відомо, ліміт Хейфліка дорівнює 50. Таким чином, люди практично досягли (за сучасними уявленнями) віку, за тривалістю дуже близького до граничного терміну життя представників людства, ліміт Хейфліка далеко не вичерпаний. Більше того, можна навести висловлювання самого Л.Хейфліка, який писав: «…я не вірю в те, що старіння та смерть людей настає внаслідок припинення поділу їхніх клітин».

Судячи з усього, генетичний контроль тривалості життя клітини, заснований на контролі за числом її мітозів – це лише один із механізмів, що дозволяють виключити з відповідної клітинної популяції довгоживучі клітини, які за час свого існування (у людини – це багато десятиліть) можливо, зуміли внаслідок сумації молекулярних та метаболічних помилок набути ознак шкідливих для існування організму. Сучасна геронтологічна наука говорить про те, що старіння організму і смерть його від старості – це результат багатьох системних змін, пояснити які неможливо тільки з точки зору теломеразної теорії старіння клітин. На жаль, теломераза – це лише чергова «панацея» у довгій історії пошуків людством засобів продовження життя.

У цьому огляді викладено механізми реплікативного старіння соматичних клітин ссавців, вплив старих клітин на навколишні тканини та організм людини, патології, пов'язані з дисфункціями теломер.

Вступ.

Клітини, що у стан реплікативного старіння, характеризуються набором біологічних маркерів. Найбільш очевидним маркером є арешт клітинного циклу G1 фазі. Арешт клітинного циклу при реплікативному старінні - процес незворотній тому, що навіть ростові чинники що неспроможні стимулювати клітини до поділу. Старі клітини зберігають метаболічну активність і можуть залишатися життєздатними, сутнісно, ​​нескінченно довго. Важливим компонентом цієї стабільності може бути стійкість старих клітин до апоптозу.

На додаток до незворотного арешту клітинного зростання старі клітини зазнають характерних змін у морфології: стають більшими, плоскими і гранульованими. У літературі ці клітини часто характеризують по експресії в них пов'язаної зі старінням b-галактозидази, активної при рН 6. Лізосомальна гідролаза -галактозидаза в нормі активна при рН 4. Галактозидаза активна при рН 6.

Нещодавно вченими було виявлено найбільш специфічні біологічні маркери визначення реплікативного старіння, які можна розділити на кілька категорій. (1) Компоненти сигнальних шляхів, які індукують та підтримують стан старіння (наприклад, індукція інгібіторів циклін-залежних кіназ р16 і р21); (2) маркери генотоксичного стресу (такі як, осередки пошкодження ДНК та їх колокалізація з теломерами); (3) поява характерного типу факультативного гетерохроматину, асоційованого зі старінням; (4) секреція певних запальних цитокінів та факторів, що модифікують тканину.

У класичному варіанті термін<репликативное старение >застосовується для опису незворотного арешту клітинного циклу, пов'язаного з дисфункцією теломер, зокрема з їх укороченням. Однак останнім часом вчені все частіше використовують цей термін у більш широкому значенні. А саме застосовують цей термін для опису стрес-індукованого старіння. Пояснюється це тим, що певні види стресів можуть індукувати дисфункціональність теломер, у тому числі їх укорочення, що в свою чергу призводить до тих же механізмів, що і при класичному реплікативному старінні. У цьому компасі будуть описані механізми клітинного старіння, пов'язаного з дисфункціональністю теломер, тобто механізми реплікативного старіння в його класичному варіанті.

Теломери – найважливіші елементи геному.

Теломери - це спеціалізовані кінцеві структури хромосом, що складаються з ДНК та білків. Теломери дозволяють клітинам відрізняти кінці хромосом від подвійних розривів ДНК. Відкриті кінці хромосом піддаються деградації, рекомбінації або склеювання за рахунок репарації ДНК. Деградація хромосом веде до втрати генетичної інформації і, якщо не запобігти цьому, то до клітинної загибелі. Рекомбінація може призвести до перебудов, або зменшення, або збільшення довжини теломер, що може передчасно запустити або, навпаки, призупинити старіння клітини. Склеювання теломер призводить до утворення дицентричних хромосом (хромосома з двома центромірами), які руйнуються протягом мітозу, породжуючи додаткові дволанцюжкові розриви ДНК та нестабільність геному в цілому. Таким чином, без теломер генетична інформація може втрачатися, зазнавати перебудов або ставати нестабільною.

Внаслідок ряду процесів (наприклад, пошкодження ДНК, багаторазових поділів клітини без активної теломерази, зміни білків, асоційованих з теломерою) теломери можуть втрачатися або ставати нефункціональними. У відповідь на нефункціональні або пошкоджені теломери клітини можуть померти, постаріти, що супроводжується арештом клітинного циклу, або придбати ряд мутацій. Подібні ефекти, безумовно, можуть спричинити сильні наслідки для всього організму, особливо для складних організмів, які містять як мітотичні, так і постмітотичні клітини. Зараз достеменно відомо, що нефункціональні теломери можуть сприяти розвитку пухлини. Однак при розвитку пухлини для того, щоб вижити ракові клітини, повинні придбати механізми стабілізації та відновлення тіломірної функції. З іншого боку, існують докази того, що нефункціональні теломери можуть сприяти старінню клітин та індукувати розвиток вікових патологій, таких як судинні захворювання, слабке загоєння ран та імунологічне старіння. Більше того, у певних тканинах стабілізація теломер може, за певних умов, запобігати або уповільнювати розвиток асоційованих зі старінням процесів.

Склад та структура теломір. Тіломірна ДНК.

Теломери ссавців складаються з простої послідовності 5-TTAGGG-3, що повторюється сотні та тисячі разів на кожному кінці хромосоми. Більшість ділянок теломер є дволанцюжковими ДНК, але кінець кожної теломери є одноланцюжковим 3 G-хвіст . Цей хвіст є субстратом для теломерази, клітинної зворотної транскриптази, яка може додавати теломерну ДНК до кінця хромосоми. Структура теломери захищає G- хвіст від деградації і, в деякій мірі, від подовження нерегульованого теломеразою.

Довжина TTAGGG ділянок варіює від виду на вигляд. Наприклад, людські теломери мають розмір 10-15 kb (кілобаз), а лабораторні миші (Mus musculus) мають теломери довші (>30kb) і гетерогенніші. З іншого боку, теломери спорідненого виду мишей (Mus spretus) трохи коротші, ніж у людей. Довжина теломер також варіює у різних соматичних клітинах одного організму.

Чи важлива загальна довжина теломери для її функціонування? Порівняння тривалості життя різних видів тварин показало, що довжина теломери не робить великого впливу на старіння клітин або організму. Так, Homo sapiens і Mus spretus мають теломери практично однакової довжини, але при цьому суттєво відрізняються за швидкістю розвитку пухлин та термінами настання старіння. Навпаки, лабораторні миші Mus musculus мають більш довгі теломери, ніж їх дикі родичі Mus spretus, проте всі ці види мають практично однакову тривалість життя. Ймовірно, що тіломірна функція залежить від структури в цілому, ніж виключно від її довжини.

Було ідентифіковано кілька білків, які асоційовані з тіломірами ссавців. Вони регулюють структуру та контролюють довжину теломер. Деякі пов'язані виключно з тіломерами, тоді як інші локалізуються в інших ядерних чи клітинних компартментах.

У ссавців два білки, TRF1 і TRF2, безпосередньо і специфічно пов'язані з дволанцюгової теломерної ДНК, а третій білок, POT1, специфічно пов'язаний з одноланцюговим G-хвостом. TRF2 та POT1 особливо важливі для стабілізації структури теломери та захисту кінців хромосом від деградації та злипання. Два додаткових асоційованих з теломерою білка у ссавців, TIN2 та hRAP1 також специфічно локалізовані на теломері, але не безпосередньо, а за рахунок зв'язування з TRF1 та TRF2 відповідно. Ці білки разом із TRF1 контролюють довжину теломер. Вони не діють подібно до теломерази, а швидше регулюють теломірну структуру і, тому, здатні відкривати доступ теломеразі до G-хвоста. TRF1, hRAP1 та TIN2 також допомагають стабілізувати структуру теломери.

Дві некласичні полі-АДФ рибоз-полімерази (PARP), TANK1 і TANK2, ферменти, зазвичай асоційовані з репарацією ДНК і збереженням стабільності хромосом, також взаємодіють з TRF1. Їх роль збереженні структури і функціональності теломер поки що до кінця вивчена.

Нещодавно було виявлено, що кілька відомих білків, що беруть участь у репарації ДНК, також локалізуються поблизу теломеру. Одним із прикладів є Ku, компонент ДНК-залежної протеїн кінази (DNA-PK), що зв'язує кінці ДНК, який важливий для репарації дволанцюгових розривів шляхом негомологічного з'єднання кінців (NHEJ). Таким чином, DNA-PK, крім її ролі в репарації ДНК, може відігравати роль збереження теломер. Ця ідея підтверджується нещодавно отриманими даними, що показують, що DNA-PK спільно з TRF2 необхідні для специфічного процесингу теломер після їх реплікації S фазі . Більш того, комплекс RMN, важливий для репарації ДНК, може функціонувати поблизу теломери. У ссавців цей комплекс пов'язані з теломерами, по крайнього заходу, протягом S фази.

Структура теломери.

Нещодавно було показано, що кінці теломер є великою петлю, на зразок ласо, яка називається t петлею. Тіломірні t петлі були виділені з мишей, людей і найпростіших, що свідчить про їхню еволюційно-консервативну структуру. У мишей та людей розмір t петлі корелює з довжиною теломери, варіюючи від 3 kb у нормальних людських лімфоцитах до 18 kb у мишачих клітинах печінки. Найпростіші, навпаки, мають t петлі меншого (1 kb) розміру, незважаючи на довжину теломер 10-20 kb.

Формування тіломірних t петель залежить від TRF2. Крім цього, формування та/або збереження тіломірних t петель стабілізується за рахунок інших асоційованих з теломерою білків, особливо за рахунок TRF1 та TIN2. Яким чином t петлі захищають теломери від деградації і склеювання і регулюють довжину теломер? Відомо, що G-хвіст потоплений в теломерну дволанцюжкову ДНК у місці з'єднання t петлі та хвоста. Таким чином, t петля може забезпечувати структуру, яка позбавлена ​​розпізнаваних<концов>ДНК і тому немає схожості з дволанцюжковими розривами. Вона також може захищати G-хвіст від деградації та обмежувати доступ теломерази до її субстрату. Руйнування t петлі призводить до клітинної відповіді, яка принаймні в деяких випадках має схожість з клітинною відповіддю на подвійні розриви ДНК.

Молекулярні механізми реплікативного старіння

Теломери коротшають з кожним циклом подвоєння геному, тобто при кожному клітинному розподілі. Мінімальна швидкість укорочення теломер у людських клітинах становить 30-50 пар підстав для кожного поділу. Прогресивне укорочення теломер призводить, в кінцевому рахунку, до урізання теломер до критичної довжини або викликає зміни в структурі теломер, що призводить до втрати теломер-білків, що зв'язують, і згодом до активації процесу старіння. Підтвердженням такої гіпотези може бути той факт, що додаткова експресія каталітичної субодиниці теломерази (TERT) може запобігати укороченню теломеру та скасовувати арешт клітинного росту, опосередкований старінням. Навпаки, було виявлено, що пригнічення теломерази в імморталізованих клітинах обмежує їх реплікативний термін життя. Однак більшість клітин не експресують теломеразу та відповідають на дисфункцію теломер незворотним арештом клітинного циклу.

Механізми, якими розпізнаються укорочені теломери і активується програма старіння, доки зрозумілі. Було запропоновано кілька гіпотез впливу укорочення теломер на старіння, включаючи індукцію відповіді на ушкодження ДНК та активацію тих, що зазвичай мовчать.<генов старения>, локалізованих у субтіломірних ділянках

Вченими були зроблені величезні зусилля у тому, щоб пояснити молекулярні механізми старіння. Так були ідентифіковані гени, експресія яких змінюється при старінні клітин. Однак досі не доведено, чи ці зміни експресії генів є причиною або наслідком старіння. Дослідження молекулярних механізмів старіння ускладнюються тим, що старіння перестав бути унікальним клітинним процесом. Механізми старіння суттєво відрізняються у клітин, отриманих із різних видів тварин. Так, наприклад, на відміну від людських фібробластів, мишачі фібробласти експресують теломеразу і мають дуже довгі теломери, проте після декількох пасажів у культурі мишачі фібробласти починають старіти, що не залежить від укорочення теломер і, можливо, опосередковується окислювальним стресом. Навіть різні типи клітин, отримані з однієї й тієї ж тварини, можуть істотно відрізнятися за механізмами старіння. Людські фібробласти починають старіти після обмеженого числа клітинних поділів у культурі, а експресія теломерази скасовує цей процес. Навпаки, людські епітеліальні клітини молочної залози швидко переходять у стан арешту клітинного росту, який не пов'язаний з укороченням теломеру, але опосередковується активацією інгібітору циклін-залежних кіназ р16. Субпопуляція клітин з інактивованим р16 виходить зі стану арешту і продовжує ділитися до настання вторинного арешту клітинного росту, який вже пов'язаний з укороченням теломер. Ці відмінності є відображенням відмінностей в експресії ряду генів у цих старих клітинах, що говорить про те, що існує безліч шляхів старіння. Різні шляхи старіння, проте, сходяться на двох білках p53 та pRb.

Шляхи реплікативного старіння.

Р53-Р21 шлях.

Дослідження, в яких з використанням різних підходів пригнічувалася активність або експресія р53 чітко встановили його специфічну роль у старінні. Інактивація р53 здатна затримувати, хоч і не скасовувати, реплікативне старіння в людських клітинах. У старих клітинах р53 мРНК і рівні білка за великим рахунком не змінюються, але р53 стає фосфорильованим і його активність як транскрипційного фактора підвищується в процесі старіння. Як р53 активується з допомогою укорочення теломер, поки залишається неясним. Нещодавно отримані результати свідчать про те, що критично короткі теломери, що втратили свою структуру і зв'язок з регуляторними білками, індукують клітинну відповідь, таку ж, як індукується на пошкодження ДНК, що призводить до активації ATM/ATR і Chk1/Chk2, які, у свою чергу, призводять до фосфорилування та активації р53.

Однією з мішеней р53 є інгібітор циклін-залежних кіназ, р21. Експресія р21 підвищується в процесі реплікативного старіння, і його активація залежить від сигналів, що ініціюються скороченням теломер, оскільки експресія TERT блокує цю активацію. Виявлено, що експресія р21 протягом реплікативного старіння регулюється за двома механізмами, р53-залежним і р53-незалежним. Гіперекспресія р21 індукує арешт клітинного росту в деяких клітинах, тоді як делеція р21 може відкладати арешт, пов'язаний із старінням. Разом ці дослідження свідчать, що функції р53 у старінні полягають, по крайнього заходу, частково, в індукції р21.

р16-pRb шлях.

Виявлення маркерів, асоційованих зі старінням, у місцях розвитку вікових патологій дає додаткові підстави припускати наявність зв'язку між клітинним старінням і старінням організму. Декількома групами дослідників були представлені докази присутності старих ендотеліальних клітин в атеросклеротичних бляшках. Зміни експресії генів у старих клітинах є факторами розвитку атеросклерозу. Також було виявлено зв'язок між клітинним старінням та іншим віковим захворюванням, остеоартрозом. Старі клітини виявлялися у кластерах хондроцитів поблизу остеоартричного ушкодження. У нормі рівень оновлення хондроцитів у хрящі низький, але він збільшується при розвитку захворювання, що, у свою чергу, сприяє зношування теломер. Характерним захворюванням літніх чоловіків є доброякісна гіперплазія простати, яка характеризується зростанням зони переходу простати внаслідок проліферації епітеліальних та стромальних клітин. Цікаво, що ця проліферація відбувається через наявність старих епітеліальних клітин, виявлених у цій галузі. Ці клітини секретують цитокіни ІЛ-1 та ІЛ-8, які стимулюють секрецію стромальних факторів росту, що, в свою чергу, індукує проліферацію нестарих епітеліальних клітин. Таким чином, присутність старих клітин може сприяти прогресуванню сусідніх передракових клітин і, отже, розвитку раку у старих тканинах.

З іншого боку, як згадувалося вище, клітинне старіння може захистити організм ссавців від пухлини. Однак якщо клітинне старіння також сприяє старінню організму, ймовірно, що це є прикладом еволюційно-антагоністичної плейотропії. Ця теорія передбачає, деякі особливості, які у процесі еволюції розвивалися, як захисні механізми багатоклітинних організмів, зокрема ссавців, оптимальні молодих організмів, але можуть мати шкідливий впливом геть старі організми. Арешт клітинного циклу, пов'язаний із клітинним старінням, може бути тією самою особливістю, яка пригнічує розвиток пухлини у молодих індивідуумах. Навпаки, змінені функції старих клітин можуть шкідливо впливати на літні організми. Очевидно, ці шкідливі ефекти також є й у молодих тканинах, проте, через те, що кількість старих клітин в організмі молодих індивідуумів невелика, їх шкідливі впливу є системними. Коли організм старіє, старі клітини накопичуються. Можливо, що накопичення цих клітин із зміненими функціями та секреторним профілем, призводить до фізіологічних змін та до порушення цілісності тканини та організму в цілому.

Секреторний профіль старих клітин може порушувати мікрооточення тканини, яке є важливим для придушення росту та проліферації клітин з онкогенними мутаціями. Таким чином, пошкодження, тіломірна дисфункція або помилки в мітогенній сигналізації можуть призводити до накопичення старих клітин, але їх вплив може ставати значним і шкідливим тільки в пізнішому віці, коли вони накопичаться в достатній кількості. Оскільки з віком кількість клітин з онкогенними мутаціями збільшується, то ймовірність їхньої зустрічі зі старими клітинами підвищується у людей похилого віку. Якщо це трапляється, старі клітини створюють мікрооточення, що сприяє посиленій проліферації та злоякісній трансформації мутантних клітин. Таким чином, незважаючи на захист від пухлини в молодих організмах, клітинне старіння, індуковане дисфункцією теломер, може сприяти прогресуванню пухлини у старих організмів.

Реплікативне старіння як основний механізм розвитку передчасного старіння організму.

Було показано, деякі захворювання людини пов'язані з неадекватним укороченням теломер. Хоча подібні патології можуть певною мірою варіювати у своєму прояві, всі вони призводять до передчасного старіння та ранньої загибелі організму. В даний час відомі три синдроми, причиною яких є мутації в генах, що кодують голоферменти теломерази: вроджений дискератоз, апластична анемія, і деякі випадки ідіопатичного легеневого фіброзу. Пацієнти, які страждають на вроджений дискератоз, мають маленький ріст, страждають від недорозвинення статевої системи та безпліддя, мають дефекти шкіри та гемопоетичної системи і зазвичай помирають від нестачі клітин кісткового мозку. Багато з цих патологій також розвиваються у мишей, нокаутних по теломеразі. Зовсім недавно виявлений синдром, ідіопатичний легеневий фіброз, є гіпертрофічним летальним захворюванням, пов'язаним із прогресивним утворенням рубців у легенях, унаслідок чого розвивається легенева недостатність.
Також було показано, що людські сегментарні прогероїдні синдроми пов'язані з клітинним старінням, а клітини, отримані з таких пацієнтів, зазвичай мають обмежену життєздатність in vitro. Найбільш вивченими є синдром Вернера, або прогерія дорослих, і синдром Хатчінсона-Гілфорда, або прогерія дітей. Синдром Вернера є аутосомальним рецесивним розладом, причиною якого є мутації в гені WRN, що кодує хелікази сімейства RecQ, які залучені в репарацію ДНК і транскрипцію. Пацієнти із синдромом Вернера виявляють фенотип старих людей, для якого характерні посивіння волосся, плішивість, двостороння катаракта, діабет 2 типу, недорозвинення статевої системи, остеопороз та атеросклероз; тривалість життя таких пацієнтів становить у середньому трохи більше 47 років, причиною смерті зазвичай є розвиток раку чи захворювання судин. Синдром Хатчінсона-Гілфорда є аутосомальним домінантним розладом, причиною якого є мутація в гені LMNA, що кодує ламін А/С, що призводить до експресії сплайсингового варіанту прогерину. Пацієнти, які страждають на синдром Хатчинсона-Гілфорда, також виявляють фенотип старих людей, включаючи дуже маленький зріст, характерні особливості старості на обличчі, втрату волосся, ліподистрофію, склеродермію, остеоліз і атеросклероз; загибель настає в середньому у віці 12 років, як наслідок інфаркту міокарда або інсульту. Хоча генетичні дефекти при синдромі Вернера та синдромі Хатчінсона-Гілфорда різні, були представлені докази, що в обох випадках посилене клітинне старіння пов'язане з підвищеною швидкістю укорочення теломер.

Синдром Вернера

Висновок.

Більш ніж 45 років тому було зроблено найважливіші відкриття у розумінні молекулярних механізмів старіння клітин. Однак досі залишаються питання, на які наука не може відповісти. Одним із основних питань до цього дня є необхідність пошуку біологічних маркерів, за допомогою яких можна було б безпомилково відрізнити клітину, яка перебуває у стані реплікативного старіння, від нормальної клітини на стадії спокою. Параметри, які в даний час використовуються для цього дуже неспецифічні. Як було сказано вище, вони включають незворотний арешт клітинного росту, зміни в морфології (сплощення, збільшення і гранульованість клітин), а також позитивне забарвлення на галактозидазу, асоційовану зі старінням, активну при рН6. Проте, щодо морфологічних ознак, вони дуже суб'єктивні. Експресія ж -галактозидази, активної при рН6, можлива внаслідок як старіння, а й інших процесів, які у клітині і тканини. Тому необхідний однозначний і специфічний маркер або маркери, і доти, доки з'явиться такий маркер, складно буде коректно визначити наявність і кількість старих клітин in vivo. Завдяки нещодавно отриманим результатам з оцінки експресії генів для вчених, які вивчають старіння, відкрилися нові можливості для того, щоб ідентифікувати та охарактеризувати специфічні маркери старіння.

Вивчення ролі клітинного старіння у різноманітті вікових патологій стає дедалі більш затребуваною темою. Як обговорювалося вище, незаперечні експериментальні докази зараз існують і показують зв'язок між підвищеною швидкістю клітинного старіння та посиленим старінням організму. Ступінь, з якою клітинне старіння сприяє природній тривалості життя різних видів тварин, зараз залишається невстановленим. Ймовірно, що клітинне старіння є одним із кількох (або багатьох?) факторів, які впливають або сприяють старінню організму.

За винятком р53-р21 та р16-pRb шляхів, трохи відомо про компоненти генетичних шляхів старіння. Було ідентифіковано безліч генів, експресія яких змінюється у старих клітинах, але залишається невідомим, чи є ці зміни генної експресії причиною чи наслідком процесу старіння. Ідентифікація та характеристика нових генетичних компонентів шляхів старіння зможе забезпечити розуміння молекулярних механізмів старіння та надати необхідні інструменти для модулювання шляхів старіння in vivo. Маючи можливість маніпулювати процесами старіння in vivo, можна буде запобігати чи хоча б уповільнювати розвиток патологічних станів, пов'язаних із віковими змінами організму.

8. Chen J.-H., Hales C.N., Ozanne S.E. "DNA damage, cellular senescence і органічне ageing: causal or correlative?"

9. Campisi J. "Senescent cells, tumor suppression і органічне ageing: добрі citizens, bad neighbors".

10. Jeyapalan J.C., Sedivy J.M. "Cellular senescence and organismal aging".

11. Shay J.W., Wright W.E. "Senescence and immortalization: role of telomeres and telomerase".

Старіння клітин (cell senescence) є подією, яка відбувається у всіх нормальних клітинах in vitro (частка таких клітин в організмі невелика). Клітини, що ростуть у культурі, мають обмежену тривалість життя і не ростуть після певної кількості поділів. Вони припиняють ділитися і зрештою вмирають. Відповідно до цього очікувана тривалість життя у встановленій культурі клітин залежить від віку донора. Клітини, які набули безсмертя, через кризовий період трансформації за рахунок впливу хімічних речовин або вірусів, так само, як лінії злоякісних клітин в цілому, мають здатність ділитися невизначено довго. Інша форма клітинної смерті, або програмована клітинна смерть, відбувається у багатьох фізіологічних ситуаціях, наприклад, при диференціювання кератиноцитів.

Наука про старіння клітин називається цитогеронтологією. Тривалість життя нормальних диплоїдних клітин у культурі обмежена, знаходиться під генетичним контролем і його можна модифікувати (гормонами, факторами росту та ін.).

Більшість клітин ссавців при приміщенні в культуру зазнають обмеженої кількості клітинних поділів перед тим, як переходять у нечутливий непроліферуючий стан, який називають старінням. Однак, кілька шляхів, які активуються поодинці або спільно можуть допомогти клітинам обійти старіння принаймні на обмежені періоди часу. Вони включають тіломеразний шлях, потрібний для підтримки тіломерних кінців, і шляхи p53 і Rb, потрібні для направлення старіння у відповідь на пошкодження ДНК, скорочення теломер і мітогенні сигнали, і шлях інсуліноподібного ростового фактора, який може регулювати тривалість життя та клітинну проліферацію. Для боротьби з клітинним старінням теломеразу необхідно реактивувати, а p53 та Rb пригнічувати. Ембріональні безсмертні, тому що ці шляхи в них суворо регулюються.

Таким чином, клітини, що ростуть у культурі, мають обмежену тривалість життя і не ростуть після певної кількості поділів. Тривалість життя нормальних диплоїдних клітин у культурі перебуває під генетичним контролем і його можна модифікувати (гормонами, факторами росту та ін.).

Старі клітини можуть довго зберігати життєздатність. Це показує, що процес старіння чітко відрізняється від будь-якої форми смерті клітин, наприклад, апоптозу, і що ці стани необхідно розрізняти. Старіння виявлено у багатьох типів клітин людини та інших ссавців. Ці дані (див. огляд Cristofalo, ea 1993) показують, що старіння є загальним феноменом. Спостереження, що свідчать, що фенотип старіння домінує над імморталізованим фенотипом (Bunn, ea 1980, Muggleton-Harris, ea 1980, Pereira-Smith, ea 1981, Pereira-Smith, ea 1983) нормальних клітин є генетично запрограмованим процесом і що Імморталізовані клітини втрачають функцію одного або більше передбачуваних генів старіння, які активні в нормальних клітинах.

Детальніше про реплікативне старіння клітин можна прочитати в

Старіння клітини-старіння організму?

Всі клітини організму продукують специфічні речовини-, за допомогою яких передається сигнал, запускається проліферація, диференціювання, апоптоз та ін. Особливого значення цьому надає той факт, що деякі клітини-фібробласти-розташовані по всьому організму, оточують багато клітин. Цілком можливо, що вікові зміни у синтезі та відповіді цих клітин на різні цитокіни призводять до старіння інших клітин організму. Оскільки ці клітини всюди, то старіє весь організм. Про це свідчить робота Jeyapalan JC та Sedivy JM з Department of Molecular Biology, Cell Biology and Biochemistry, Brown University. У серпні цього року вийшла їхня стаття "Старіння клітин та старіння організму".
Кліткове старіння (senescence) вперше було виявлено в культурах клітин і є незворотною зупинкою клітинного циклу,
запускається різними факторами. Існують докази того, що старіння - це екстрений механізм для захисту від утворення пухлини-клітина старіє і не може ділитися, а пухлинні клітини, як відомо, характеризуються безконтрольним зростанням і розподілом. Але також відомо, що старіння клітин може призводити до пухлинного процесу і робить свій внесок у старіння всього організму. Накопичення старіючих клітин призводить до старіння організму в цілому. Багато клітин модифікують своє оточення, а оточення впливає на інші клітини. При старінні цих клітин, в основному фібробластів, змінюється і оточення інших клітин, що може призводити до їхнього старіння.

Вік-залежні мутації мтДНК та клітинне старіння

Мутації мітохондріальної ДНК (мтДНК) - одна з причин вік-залежного руйнування клітин, що викликається своєю чергою дією (АФК). Але не всім цих мутацій доведено значення для клітинного старіння. Вчені з Університету Ньюкасла під керівництвом професора Mark Birch-Machin займаються дослідженням фенотипного значення мутації T414G (заміна T на G у 414 положенні) усередині контрольного регіону мтДНК, наявність якої показано у старіючій (у тому числі і при фотостарінні) шкірі (). Дослідники продемонстрували, що протягом розподілу фібробласта шкіри in vitro в 5 різних культурах клітин, виділених у людей похилого віку, вантаж мутації T414G може збільшуватися або зменшуватися при клітинному поділі, що свідчить про відсутність спрямованого відбору проти цієї мутації. На підтвердження цього, за допомогою клітинного сортера було показано, що рівень мутації T414G прямо не корелює зі зниженням чи підвищенням кількості копій мтДНК або з маркерами клітинного старіння (накопичення ліпофусцину, продукція АФК). Очевидно, розподіл мутації опосередковано залежить від типу клітинної лінії. Вчені дійшли висновку, що ця мутація має невеликий вплив на продукцію АФК та ​​клітинне старіння у культурі фібробластів.
Подібні дослідження причин і ланок патогенезу клітинного старіння мають значення для розробки методів боротьби зі старінням.

Старіння ендотеліальних прогеніторних клітин

Фактор росту гепатоцитів (hepatocyte growth factor (HGF)) та судинний ендотеліальний фактор росту (vascular endothelial growth factor (VEGF)) -потенційно ангіогенні фактори росту в тваринних моделях ішемії, але їх характеристики не однакові в лабораторних та клінічних дослідженнях. Японські вчені, зокрема знаменитий професор Ryuichi Morishita з Університету Осаки, поставили за мету свого дослідження вивчити дію цих ростових факторів на ендотеліальні прогеніторні клітини за допомогою стимуляції ангіотензином II, який відомий як фактор ризику розвитку атеросклерозу (). В результаті дослідження було з'ясовано, що HGF, але не VEGF, пом'якшує ангіотензин II-індуковане старіння ендотеліальних прогеніторних клітин через зниження інгібуючи фосфатидилінозитол-трифосфат/rac1 шлях. Потужна індукція неоваскуляризації HGF, але не VEGF, за допомогою ангеотензину II була підтверджена експериментами in vivo з використанням різних моделей, у тому числі трансгенних по HGF мишей.
Дослідження причин, механізмів та факторів, що протидіють клітинному старінню, з використанням різних підходів допомагає геронтологам та вченим інших спеціальностей шукати засоби для боротьби з процесом старіння.

p53

Білок контролює правильність виконання генетичних програм організму; він бере участь у розвитку відповіді на стрес, може ініціювати репарацію ДНК, зупинку клітинного циклу, клітинне старіння, а насамперед - . Досі нез'ясовано яким саме чином p53 впливає на процес старіння через запуск апоптозу, через зупинку репарації і регенерації, або через всі вищезгадані механізми. Дослідження на мишах дають різні, часто суперечливі результати. Але одне безперечно-клітинне старіння та старіння організму в цілому пов'язані з функціонуванням p53 . Цьому присвячена стаття вчених з Institute for Advanced Study, Princeton Vazquez A, Bond EE, Levine AJ та Bond GL "Генетика сигнального шляху p53, апоптоз і терапія раку".
Відповідь на стрес визначає індивідуальні можливості формування пухлини та відповідь на різні типи терапії онкологічних захворювань. Вчені оптимізують терапію відповідно до сучасного рівня знань. Для цього вони провели генетичне дослідження компонентів сигнального шляху p53- самого p53 та його негативного регулятора MDM2, який може стати мішенню для терапії. Крім того, успадковані однонуклеотидні поліморфізми генів сигнального шляху p53 можуть призводити до подібних результатів.
З усього вищесказаного випливає дуже важливий висновок: дослідження впливу p53 на клітинне старіння та запуск апоптозу допомагають у розробці та оптимізації боротьби з онкологічними захворюваннями, більшість яких є супутниками старості.

Старіння клітин мезотелію

Група польських вчених з Медичного Університету Познані, у тому числі і професор Університету Ньюкасла досліджувала вразливість для різних типів старіння людських перитонеальних мезотеліальних клітин (). Виділена з асцитичної рідини лінія клітин LP-9 і виділена із сальника лінія мезотеліальних клітин HOMCs широко використовуються в різних дослідженнях. Передбачається, що in vitro вони мають різний реплікативний потенціал. Дослідники вирішили порівняти ці клітинні лінії з метою виявлення конкретних механізмів клітинного старіння . Виявлено, що HOMCs ділиться менше і вступає у фазу старіння раніше, ніж LP-9. Цей ефект був підтверджений раннім підвищенням рівня бета-галактозидази, асоційованої зі старінням, та інгібіторів клітинного циклу p16(INK4A) та p21(WAF1). Крім того, всі 3 рази, коли клітини пересівали, спостерігалося збільшення рівня пошкодження ДНК. На відміну від LP-9, у HOMCs області ушкодження локалізовані в основному поза і довжина теломер зменшувалася незначно в процесі старіння клітин. Порівняно з клітинами LP-9, HOMCs входить у фазу старіння зі значно меншим рівнем ліпофусцину та ушкодження ДНК, а також з характерним низьким рівнем відновленого глутатіону. Крім того, HOMCs синтезує набагато більше активних форм кисню спонтанно або у відповідь на зовнішні оксиданти. Результати говорять про те, що на відміну від LP-9, HOMCs піддається стрес-індукованому теломеро-незалежному передчасному старінню, що може бути наслідком сильної вразливості для .
Це дослідження наочно показує, різні клітини старіють по-різному.

Старіння Т-клітин у приматів

Внаслідок низки досліджень виявлено серйозні вікові зміни функціонування Т-лімфоцитів. У той час як загальна кількість Т-клітин у периферичній крові на старості помітно не змінюється, спостерігаються чіткі відмінності у відносній кількості підтипів Т-клітин. Кількість незрілих лімфоцитів Т-попередників збільшується з віком, так само як і відсоток частково активованих Т-лімфоцитів, що несуть маркери незрілого фенотипу тимусу. Має місце відносне збільшення цитотоксичних супресорних Т-клітин та зменшення кількості хелперів/індукторів Т-клітин. Функціональні дефекти клітинно-опосередкованого імунітету корелюють із зменшенням популяції хелперів/індукторів. Клітини, отримані від старих людей або лабораторних тварин, менш здатні до відповіді на алогенні лімфоцити, фітогемаглютинін, конканавалін А та розчинний антиген. Лімфоцити від більш старих мишей мають меншу здатність викликати реакції відторгнення, ніж ті, які отримані від молодших особин тих же інбредних ліній. Половина здорових людей у ​​віці старше 50 років страждають на шкірну гіперчутливість. Зменшення кількості хелперів/індукторів Т-клітин та функцій клітинно-опосередкованого імунітету супроводжується зростанням кількості антитіл та аутоімунних реакцій.

Онковіруси та арешт клітинного циклу

Інший варіант старіння клітин імунної системи пов'язаний з інфікуванням онковірусів . Інфікування людським Т-лімфотропним вірусом типу1 (HTLV-1) викликає дисрегуляцію проліферації Т-лімфоцитів, що призводить до Т-клітинної лімфоми. Ранні зміни клітин після інфікування HTLV-1 важко досліджувати, т.к. передачі вірусу потрібен міжклітинний контакт, а культурі клітини мало контактують друг з одним. У Департаменті мікробіології та імунології Uniformed Services University of the Health Sciences вчені під керівництвом професора Chou-Zen Giam провели дослідження, в ході яких показано, що клітини лінії HeLa припиняють проліферацію через 1-2 ділення після інфікування HTLV-1 або вбудовування вірусного гена tax ). Клітини HeLa, інфіковані вірусом, як і клітини з вбудованим tax, характеризуються високим рівнем експресії p21(CIP1/WAF1) та p27(KIP1), мітотичними аномаліями, зупиняються в G1-фазі клітинного циклу та старіють. Для порівняння, клітини людської остеосаркоми (HOS) продовжують ділитися, хоч і зі зменшенням швидкості росту та відхиленнями мітозу. У клітинах HOS значно знижується експресія p21 та p27, які асоційовані з активацією шляху фосфатидилінозитол-3-протеїнкінази (PI3K). Зниження p21(CIP1/WAF1) і p27(KIP1) у HOS ймовірно дозволяє статися індукованому вірусом або його геном арешту. Нарешті, інфікування HTLV-1 та експресія Tax викликає арешт у G1-фазі та клітин іншої лінії-Т-лімфоцитів SupT1. Звідси висновок: інфікування HTLV-1 призводить до викликаного tax арешт клітинного циклу. Крім того, Т-клітини, що містять мутації p21(CIP1/WAF1) і p27(KIP1) можуть продовжувати проліферувати після інфікування. Ці інфіковані клітини можуть
розмножуватися, накопичувати хромосомні аберації та прогресувати, призводячи до раку.

Інсуліноподібний фактор росту (ІФР) та клітинне старіння

З віком у людей виникають проблеми з опорно-руховим апаратом, у тому числі через патологічні зміни в міжхребцевих дисках. У людей похилого віку в дисках багато старіючих клітин . Клітини, що старіють, не можуть ділитися і це знижує здатність тканини диска до оновлення, щоб замінити клітини загиблі некрозом або апоптозом. Вчені з Carolinas Medical Center, Charlotte під керівництвом Едварда Хенлі (Edward Hanley) провели роботу з дослідження старіння клітин міжхребцевих дисків та методів впливу на нього (). Цілями даного дослідження були:
1) створення надійної лабораторної моделі стрес-індукованого
передчасного старіння людських клітин міжхребцевих дисків;
2) визначити потенціал ІФР1 як засіб проти клітинного старіння in vitro.
Інсуліноподібний фактор росту 1 (ІФР1) опосередковує ефекти соматотропного гормону (СТГ). ІФР1 виробляється гепатоцитами печінки у відповідь на стимуляцію їх рецепторів соматотропіну. У периферичних тканинах саме ІФР-1 забезпечує практично всі фізіологічні ефекти соматотропного гормону.
Для створення моделі використовували 2-годинну обробку перекисом водню, потім за допомогою імуноцитохімічних методів визначали локалізацію старіючих клітин бета-галактозидази, відсотковий вміст старіючих клітин у культурі оцінювали після 3 днів культивування. Було створено 9 культур із хірургічного
матеріалу від 8 пацієнтів, клітини яких тестувалися ІФР1 з
концентрацією 0, 50, 100 та 500 нг/мл. ІФР з концентрацією 50 та 100 нг/мл слабо незначно на відсоток старіючих клітин, значне зниження відсотка старіючих клітин спостерігалося при обробці ІФР з концентрацією 500 нг/мл. Ці дані є етапом розробки терапевтичних засобів для боротьби з клітинним старінням, у тому числі і клітин міжхребцевих дисків.

Ресвератрол та лікування глаукоми

Ресвератрол- це фітоалексин (антибіотик, що виробляється в рослинах, що зазнали зараження). Він виробляється у багатьох рослинах у відповідь на дію бактеріальних патогенів та патогенів грибів. Зараз його одержують штучно та використовують як харчову добавку. Було показано, що він збільшує тривалість життя в експериментальних організмів - дріжджів та мишей.
Paloma Liton, Pedro Gonzalez, David L. Epstein, а також співробітники їх лабораторій з DUKE EYE CENTER Duke University Medical Center провели дослідження ефекту ресвератролу при лікуванні глаукоми.
Підвищений внутрішньоочний тиск (INP) є головним фактором ризику для виникнення відкритокутової глаукоми (primary open-angle glaucoma (POAG)), яка становить більше 90% випадків глаукоми-важкого вік-асоційованого захворювання очей. Високий внутрішньоочний тиск виникає через зниження відтоку внутрішньоочної рідини через систему трабекул (TM) Шлемового каналу. Зниження функції ТМ при POAG асоційована з експресією маркерів запалення, старінням клітин та зниженням клітинності. В даний час лікування глаукоми полягає у зниженні тиску, але цей терапевтичний підхід не покращує функціонування ТМ у хворих на глаукому. Вчені провели дослідження дії ресвератролу на експресію маркерів запалення, оксидативне пошкодження та старіння клітин ТМ, що підтверджуються хронічним оксидативним стресом. Ресвератрол знижує продукцію всередині клітин та маркерів запалення (IL1alpha, IL6, IL8 та ELAM-1), а також маркерів старіння (бета-галактозидази, ліпофусцину та ). Також ресвератрол має антиапоптотичну дію, не асоційовану зі зниженням клітинної проліферації. Було зроблено висновок, що ресвератрол запобігає аномалії клітин ТМ у хворих на глаукому.

На закінчення

Процес клітинного старіння різноманітний. Він запускається різними факторами, що йде через різні сигнальні шляхи. У різних клітинах процес старіння різний, настає у різні моменти часу. Але у будь-якому випадку призводить до дисфункції та смерті клітини. Під час розгляду клітинного старіння виникає кілька питань, які ми частково спробували розглянути:
1) Наскільки клітинне старіння відповідає старінню організму загалом?
2) Як відбувається старіння різних типів клітин?
3) Чим відрізняється старіння клітин в організмі (in vivo) та в лабораторних умовах (in vitro)?
4) Як старіння клітин впливає функцію клітин?
5) Як можна спричинити процес клітинного старіння?
6) Які перспективи використання регуляції клітинного старіння у терапії вік-асоційованих захворювань?
Відповіді на ці та інші питання є дуже важливими для розробки засобів боротьби зі старінням. Це один із фундаментальних механізмів, що лежать в основі старіння людини.