Starenje u staničnim kulturama. podjela granica stanica

Video: izmjerena telomere žive duže ili FINITI od Jeunesse

sadržaj

Video: izmjerena telomere žive duže ili finiti od jeunesse
Postoji ograničenje od stanične diobe?
Mogući mehanizmi kultura replikativnoga starenjem stanica
Korelacija između starenja višestaničnih organizama i staničnim kulturama

Postoji ograničenje od stanične diobe?

Ideja da su životinjske stanice su u stanju napraviti samo ograničen i strogo definirani broj podjela, podignut je 1882. Weismann (Weismann, 1882), Mechnikov je objašnjeno u detalje (1907), a sada je dobila eksperimentalnu potvrdu (Micklem i sur., 1975- Reincke i sur., 1975- Botnick i sur., 1976) i postao temelj brojnih teorija starenja (Olovnikov, od 1973. do Holliday, 1975.).

„Starenje” stanična kultura se često doživljava kao glavni dokaz ograničene sposobnosti stanica da podijele (Marx, 1974- Reincke et al., 1975- Hirsch, 1977).

Doista, utvrđeno je da su mnogi replikativnoga kultura starenje stanica javlja samo za vrijeme stanične diobe i nije izravno odnose na intenzitet njihova metabolizma.

Na primjer, ako privremeno potisnuti diobu stanica u kulturi humanih fibroblasta (smanjenjem temperature, smanjuje koncentraciju u serumu u mediju kulture, povećava gustoću naseljenosti), a zatim ponovno stvoriti uvjete za rast, u takvim kulturama replikativnoga smrt nastupi u roku koji je jednak vremenu provedenom kultura neproliferiruyugtsem stanje.

U isto vrijeme udvostručenja broja stanica stanovništva počinjenog ne mijenja (vidi:. Gavrilov, Gavrilova, 1978). Dakle, „starost” i „životni vijek” staničnih kultura treba odrediti ne kalendarskog vremena, a veliki broj podjela, počinili stanice (tzv mitoze koji put) (Dell Orco 1974- Goldstein, singal, 1974- Gavrilov, Yaguzhinskii, 1978).

Praktički mitoze vrijeme izraženo u broju subkultura (prolaza), uz pretpostavku da jedan prolaz u omjeru 1: 2, odgovara jednoj udvostručavanja populacije (Cristofalo, 1972- Goldstein, 1974), i jedan udvostručenja - podjela jedne stanične kulture (Marx, 1974).

Na primjer, kultura humani embrionalni diploidnih fibroblaste koji može izdržati oko 50 + 10 prolaza u omjeru 1: 2 (Hayfiick, 1965) - stoga vjerujemo da je ova kultura učini 50 dioba (Hayfiick, Cristofalo 1969- 1972), te stanice kulture mogu udio 50 puta (Marx, 1974- Dubin, Razumovich, 1975.).

Međutim, poznato je da mnoge stanice u tijelu (kao što su crijevne sluznice stanica, kože, hematopoetskih i limfne stanice) su u stanju podijeliti više od 50 puta (Dubin, Razumovich, 1975- Cameron, morska lisica, 1976- Hirsch, 1977). Ta razlika sumnju u mogućnost korištenja stanične kulture za modeliranje dobne promjene događaju u tijelu (Cristofalo, 1972- Cameron, morska lisica, 1976).

Utvrđeno je, međutim, da je razlog za ovaj spor je u pogrešnom izračunu udvostručenje i podjele. Prvo, utvrđeno je da je dan nakon presađivanja kulture ljudskih fibroblasta preživjeli samo 50-70% od replikacije mlade stanične kulture (Cristofalo i sur., 1970), a samo 25% od stare kulture stanica replikacije (Good, 1972).

Stoga 40-60 teksta (prividni dioba) 80-120 odgovaraju prave dioba (s obzirom na staničnu smrt) (dobro, 1972). Drugo, nisu svi fibroblasti preživio precjepljivanje rad, sposoban na podjelu, udio dijeljenjem stanica uvelike smanjena kad replikativnoga starenje (vidi, gore). S obzirom na tu činjenicu, a kontinuirano stanična smrt je izračunao da je 40-60 prolazi u kulturi humanih fibroblasta odgovaraju 120-160 stanične diobe (dobro, 1972- Hirsch, 1977).

Prema drugom, preciznije izračunavanje ove vrijednosti je 170 + 30 divizija (Gavrilov Yaguzhinskii, 1978). Treće, utvrđeno je da su „mrtvi” kultura ljudskih fibroblasta je još uvijek 10-20% stanica koje se mogu podijeliti (Cristofalo, Sharf, od 1973. do Milo, Hart, 1976) - tako da uopće nema razloga govoriti o postojanju granice u broju podjela sve kultura stanica.

Osim toga, analiza kinetiku rasta ljudskih kultura fibroblasta pokazao da je apsolutni broj dijeljenjem stanica u odnosu na ukupnu populaciju fibroblasta (m. E. Uzimajući u obzir rad presađivanja) nikada ne smanjuje i na kraju „život” kulture raste prvenstveno zbog formiranja se dijele stanica. To znači da je replikativnoga starenje kultura nije zbog nestanka dijele fibroblasta, te njihovo razrjeđivanje s ne-dijeljenjem stanica (Gavrilov, Yaguzhinskii, 1978).

Dakle, kultura može biti ograničeno "život„Čak i ako dio njegovih stanica dijeli na neodređeno vrijeme. Kao poseban primjer, razmislite o modelu koji se temelji na sustavu prethodno predložene (Osgood, 1959) za hematopoetskih stanica.

Prema tom modelu, u kulturi humanih fibroblasta, postoje 2 vrste razmnožavanje stanica: n-stanice koje su u stanju napraviti ograničeni broj podjela (oko 100), okretanje zatim dijeljenjem i a-stanice koje dijele bez granica, a kontinuirano se tvore od a-stanicama n broj stanica.

U najjednostavnijem slučaju, ti su uvjeti, a ako stanice dijele asimetrično da tvore jedan stanica koja je identična i roditelja (stanica), a drugo - u kategoriji n-stanica. Trenutno, asimetrična podjela smatra obilježje većine stanica u tijelu (Hirsch, 1977).

U takvom asimetričnom podjele i broj stanica ne može se povećati. Lako je uočiti da je razrjeđivanje stanovništvo model dijeljenjem stanica je neizbježno, tako da je kultura stanica će imati ograničen „životni vijek”, čak i ako na prvi se sastoji isključivo od „besmrtan” i stanica.

Doista, ispostavilo se da je ovaj jednostavni model može kvalitativno opisati kinetike replikativni starenja kulture ljudskih fibroblasta (Gavrilov, Yaguzhinskii, 1978).

Mogući mehanizmi kultura replikativnoga starenjem stanica

Trenutno, posebni mehanizmi kultura replikativnoga starenja stanica su nepoznati, a postojeći brojne pretpostavke mogu se svesti na dvije generalizirane domišljanja. Poremećaji akumulacija koncept, šteta ili pogreške s obzirom na proces replikativnu starenje kao rezultat nesavršenosti različitih unutarstanične sustave, kao što su prijenos genetskog informacijskog sustava.

Prema prebacivanje hipoteze replikacije starenje - a stanice postupak kvazidifferentsirovki kulture, sličan diferencijacija stanica u tijelu (Gavrilov, Gavrilova, 1978).

Među brojnim hipotezama akumulacija prekršaja bila raširena „greška katastrofa” hipoteza Orgel (Orgel, 1963- Holliday, 1975), prema kojem je na razini translacije akumulirati pogreške, što dovodi do daljnjeg smanjenja točnosti genetskim sustavima za prijenos podataka.

Međutim, analiza eksperimentalnog potvrdu hipoteze Orgel ispada da nitko od njih ne dokazuje valjanost ove hipoteze (Gavrilov, Gavrilova, 1978). Najozbiljniji pobijanje hipoteze akumulacije oštećenja su rezultati eksperimenata na replikaciju infekcije mlade i stare kulture herpes virusa (Holland et al., 1973. do Hayfiick, 1974), vezikularnog stomatitisa (Holland et al., 1973. do Pitha i sur., 1974) i poliovirus (Holland et al., 1973. do Hayfiick, 1974- Pitha et al., 1974).

U tim studijama, virusna infekcija je korišten kao metoda za procjenu stanja replikacije stare kulture stanica. Glavna prednost virusnih testa je da nam to omogućuje da se okarakterizirati ukupno stanje stanice i identificirati kršenja, bez obzira na njihove specifične prirode.

Osim toga, ova metoda je osjetljivo, kao što omogućuje otkriti učinak analoga aminokiselina, a gustoća stanovništva u stanju stanica (Pitha et al., 1975). Na primjer, nađeno je da analozi aminokiselina beznačajne aditivima koji smanjuju rast kulture je samo 20%, što je dovelo do 5-10 puta smanjenja broja infektivnih viriona proizvedene iz jedne stanice (Danner et al., 1978).

Ako replikativnoga starenje zapravo uzrokovana akumulacijom povrede u stanicama, virus test bi se otkrilo sljedeće promjene u stanicama „stare” kultura: smanjivanje stope formiranje i sazrijevanje virusa, smanjenje broja virusa uzrokuje proizvesti iz jedne stanice, pad specifične infektivnost virusa i povećati njihovu termolabilnost, povećala udio mutiranih virusa promijeniti elektroforetsku spektar virusnih proteina.

Međutim, niti jedan od ovih promjena su otkrivene (Holland et al., 1973. do Hayfiick, 1974- Pitha i sur., 1974, 1975). To znači da je za replikativnoga starenje je nema značajnijeg smanjenja točnosti sustava za prijenos informacija i pada sinteze sposobnosti stanica.

Nedavno je veći hipoteza prepoznavanje pretpostavlja diferencijaciju stanica u kulturi, prema kojem replikacije starenje zbog prebacivanje način stanični metabolizam, nije kompatibilan s podjelom (Finch, 1976- Rheinwald, Green, 1977- Bell et al., 1978).

Ova hipoteza je u skladu s računom podjela koje se javljaju tijekom replikativni starenje. Doista, širok izbor predmeta pokazalo se da je metabolizam je često potrebno podesiti diobu stanica, a kritična točka u tom prekidaču podudara s DNA sinteze. Stoga diferencijacija hipoteza je u skladu s činjenicom da je „sjećanje” broj podjela kada replikativnoga starenje nastaje u jezgri.

Očito, ovdje smo suočeni s univerzalnim switching mehanizam metabolizma, koja još nije studirao (Truman, 1976- Gavrilov, Gavrilova, 1978). Diferencijacija hipoteza predviđa da hibridni stanice nastaju od postreplicative i transformirane stanice moraju biti u stanju podijeliti. Zapravo, činilo se da heterokaryons postreplicative ljudskih stanica fibroblasta s hcteroploidnih zlatni hrčak je u stanju napraviti 100 stanica (Goldstein, Lin, 1972).

Također je pokazano da je jezgra postreplicative ljudski fibroblasti nakon hibridizacije s HeLa stanica ili transformiranih humanih fibroblasta počinje sintetizirati DNA (Norwood et al., 1975). Utvrđeno je da replikativnoga Starenje humanih fibroblasta kultura zbog nestanka nuklearnih ne histona mRNA proteina uključenih u aktivaciji genoma tijekom stanične diobe (Stein, Burther, 1975).

Ovaj fenomen je dobro objasnio, imajući na umu sljedeće eksperimentalne činjenice: replikativna starenje mijenja spektar proteina jezgre i mijenja strukturu kromatina tako da je njegova matrica djelovanje protiv sinteze RNA je smanjena (Baserga, Nicolini, 1976). Prema tome, replikativnoga starenje može se smatrati kao proces prebacivanja aktivnosti genom, tj. E. kao proces diferencijacije.

Za razliku od pojmova akumulacije oštećenja diferencijacije hipoteze lako se slaže s činjenicama o nonuniversal prevalencije replikativni starenje, reverzibilnosti postreplicative prijelaznom stanju, visoka preciznost i brzinu postreplicative biokemijskih procesa u stanicama i niske brzine smrti tih stanica.

Konačno, to samo pokazuje da je ograničen „životni vijek” kultura ljudskih epidermalnih keratinocita je povezana s razlikovanja tih stanica (Rheinwald, Green, 1977). Što se tiče fibroblaste, poznato je da ove stanice mogu razlikovati u kulturi za proizvodnju fisijske adipocita (Portugal, 1979.).

Moguće je da je taj proces je osnova replikativni starenje fibroblasta, ali neuspjeh kulture medija na brojnim čimbenicima (npr biotin) ometa normalan izraz novog fenotipa. Dakle, iako je hipoteza diferencijacija stanica u kulturi nije definitivno dokazano, to je znatno bolje odgovara dostupnim eksperimentalnim podacima od poremećaja koncept skladištenja.

Korelacija između starenja višestaničnih organizama i staničnim kulturama

Gerontolozi interes do samog fenomena „starenja” staničnih kultura u velikoj mjeri određuje kako je povezana sa starenjem. Određene korespondencija između stvarno postoje ta dva fenomena (Cristofalo, 1972- Hayfiick, 1977- Gavrilov, Gavrilova, 1978).

Na primjer, nađeno je da su replikativni vijek od staničnih kultura se smanjuje sa povećanjem godina doniranih stanica (Schneider, Chase, 1976- Schneider, Mitsui, 1976). Osim toga, „životni vijek”, stanične kulture dobivene od različitih životinja u korelaciji sa životni vijek tih životinja (Hayfiick, 1975).

Međutim, ove činjenice ne dokazuju da je osnova starenja je ograničena sposobnost svojih ćelija podijeliti. Ako je to tako, onda sve normalne stanice životinja će imati ograničen „život” kulturu.

U stvari, postoje brojne kulture životinjskih stanica sposobnih za neograničen rast (Cristofalo, 1972- Finch, 1976). Prigovor Hayflick (Hayfiick, 1977) da takve stanice mogu imati odstupanje od normalne diploidne kariotipa, trenutno se ne može prihvatiti, jer su „starenja” kultura ljudskih fibroblasta diploidne kariotipa i ne zadržavaju.

Doista, replikaciju stari ljudski fibroblasti sadrži 6% i 43% stanica aneuploidna poliploidnih (Thompson, Holliday, 1975). Hayflick s drugim izjavama da neograničena mogućnost da dijele samo svojstvo transformiranih stanica (Hayflick, 1965.), također se ne mogu složiti.

Na primjer, normalne stanice Drosophila Imaginarnom diskovi su sposobni za neograničen rast (Finch, 1976). S druge strane, kultura pilećih fibroblasta preobražen Rous virusa sarkom, ima ograničen vijek trajanja replikativnu (Ponten, 1970- Leblond-LaRouche, Morais, 1976).

Dakle, svaka transformacija i promjena u kariotipa nisu izravno vezane za „starenja” staničnih kultura.

Istraživanje „starenja” staničnih kultura nam omogućuje odrediti razloge za smanjenje mitoze aktivnosti i mehanizme regulacije stanične diobe. To može biti korisno u proučavanju obrazaca smanjuje regenerativne sposobnosti tkiva i atrofije tijekom starenja.

Dijelite na društvenim mrežama:

Povezan