Том 10, № 1 (2018)

Феномен клеточного старения впервые был описан как предел деления нормальных клеток в культуре. С момента первого упоминания и вплоть до недавнего времени основной акцент при изучении клеточного старения был сделан на внутриклеточных изменениях, сопровождающих этот процесс. Наибольшее внимание уделялось необратимой остановке пролиферации стареющих клеток и двум логично вытекающим физиологическим следствиям - супрессии канцерогенеза за счет ареста роста поврежденных клеток и ускорению организменного старения ввиду ухудшения репарации тканей с возрастом. Однако в настоящее время наблюдается смещение акцентов при исследовании клеточного старения. Оказалось, что стареющие клетки через ауто/паракринный механизм могут влиять на клетки микроокружения, секретируя множество различных факторов, включая цитокины, хемокины, протеазы и ростовые факторы. Такой профиль секретируемых стареющими клетками молекул получил название ассоциированного со старением секреторного фенотипа (senescence associated secretory phenotype, SASP). На сегодняшний день известно, что SASP опосредует участие стареющих клеток в самых разнообразных биологических процессах, включая регенерацию, ремоделирование тканей, эмбриогенез, воспаление и туморогенез. Настоящий обзор посвящен описанию «социальной жизни» стареющих клеток, а именно: составу, механизмам регуляции и функциональной роли ассоциированного со старением секреторного фенотипа.

Сахарный диабет и его осложнения представляют собой самую распространенную эндокринную патологию в большинстве стран мира. Изучение патогенетических механизмов возникновения и прогрессии этого заболевания, а также поиск новых терапевтических средств и способов терапии остаются актуальными на сегодняшний день. Важнейшее значение для изучения сахарного диабета имеют экспериментальные модели. В обзоре обобщены данные о наиболее часто используемых животных моделях. Проанализированы и обсуждены механизмы стрептозотоцинового диабета как наиболее адекватной и легко воспроизводимой экспериментальной модели диабета. Рассмотрены значимые преимущества и недостатки описанных моделей.

Клетки эндотелия играют ключевую роль в развитии воспаления и неоангиогенеза при онкологических и хронических воспалительных заболеваниях. Клетки в составе 3D-культур наиболее приближены к условиям, в которых они находятся в органах и тканях человека при различных патологиях. Поэтому создание модели 3D-культур на основе эндотелиальных клеток линии Ea.hy926 является актуальной задачей клеточной биологии. Впервые показано, что культивирование клеток в статичных условиях на антиадгезивной подложке приводит к образованию сфероидов (3D-культур). Изучена экспрессия ICAM-1 и VEGFR-2, а также продукция цитокинов клетками Ea.hy926, культивируемыми в 2D- и 3D-условиях в присутствии TNF и VEGF. Методами проточной цитометрии и конфокальной микроскопии показано, что TNF как в 2D-, так и в 3D-культурах значительно усиливает экспрессию молекулы клеточной адгезии ICAM-1, но не влияет на уровень VEGFR-2. В спонтанных 3D-культурах наблюдалась повышенная продукция как провоспалительных (IL-8, IL-6, IP-10), так и противовоспалительных (IL-10, TGF-β 1-3) факторов по сравнению с 2D-условиями, что показано как методом проточной цитометрии, так и кПЦР. Под действием TNF в 3D-культурах секреция IL-10, GM-CSF и IL-6 повышается в 11, 4.7 и 1.6 раза соответственно по сравнению с 2D-культурами. Таким образом, использование 3D-культур клеток Ea.hy926 представляется перспективным для изучения эффектов противо- и провоспалительных агентов на клетки эндотелия.

Больные гемофилией B - наследственным нарушением свертывания крови - нуждаются в регулярном применении препаратов фактора свертывания крови IX. Рекомбинантный фактор IX человека, продуцируемый в культивируемых клетках линии СНО, практически эквивалентен природному фактору IX плазмы крови и широко используется в современной клинической практике. Получение биосимилярного рекомбинантного фактора IX человека предполагает создание клональной клеточной линии с максимально возможной удельной продуктивностью и высоким уровнем удельной прокоагуляционной активности секретируемого фактора IX. Ранее на основе нетранслируемых участков гена фактора элонгации трансляции 1альфа китайского хомячка нами было разработано семейство плазмидных векторов p1.1 и p1.2, позволяющее проводить амплификацию целевого гена в геноме клеток-продуцентов под действием метотрексата, а также котрансфекцию вспомогательных генов, сцепленных с различными селекционными маркерами. Природная область открытой рамки считывания гена фактора IX человека в векторе p1.1 была трансфицирована в клетки линии CHO DG44. В результате трех последовательных шагов амплификации и последующего клонирования получена линия клеток, продуцирующая фактор IX с удельной продуктивностью 10.7 ± 0.4 пг/клетка/день. Прокоагуляционная активность секретируемого фактора IX была практически полностью восстановлена путем котрансфекции клеток плазмидами семейства р1.2, несущими гены растворимого варианта протеазы PACE/furin и витамин К-оксидоредуктазы китайского хомячка. Клональная линия-продуцент 3B12-86 позволяла накапливать фактор IX в бессывороточной культуральной среде до концентрации 6 МЕ/мл при простом периодическом культивировании, при этом копийность интегрированного гена фактора IX составила всего 20 копий/геном, а интегрированных генов PACE/furin и VKORC1 - три и две копии/геном соответственно. Фактор IX человека, секретируемый линией 3B12-86, был очищен при помощи трех стадий хроматографии до удельной активности 230 МЕ/мг с выходом более 30%. Полученная клональная линия-продуцент фактора IX и метод очистки продукта позволяют вести экономически обоснованное промышленное производство биосимилярного рекомбинантного фактора IX для терапии гемофилии B.

Применение фотохромных блокаторов ионных каналов для восстановления зрительной функции дегенерированной сетчатки является одним из новых перспективных направлений оптофармакологии. На данный момент исследован ряд фотохромных лигандов на основе азобензола, их активность показана на клеточных линиях и на моделях с «нокаутными» мышами. Для дальнейшего развития этого направления необходимо изучение физиологического действия большого количества различных фотохромных блокаторов. Цель данной работы - предложить животную модель фоторецепторной дегенерации сетчатки, более простую для получения, чем нокаутные мыши, но при этом включающую основные эффекты, необходимые для тестирования физиологического действия молекулярных фотохромных соединений. Мы изучили две новые животные модели на основе амфибий и протестировали одно из наиболее исследованных в других физиологических моделях вещество - 2-[(4-{(E)-[4-акрилоиламинофенил]диазенил}фенил)амино]-N,N,N-триэтил-2-оксоэтанаммоний хлорид (AAQ). Первый подход заключается в механическом удалении наружных сегментов фоторецепторов. Второй предполагает индукцию процесса дегенерации палочек и колбочек внутриглазным введением антибиотика туникамицина. Данные о действии AAQ на электроретинограмму согласуются с результатами работ, в которых было показано, что это соединение способно придавать дегенерированной сетчатке светочувствительность в УФ-области спектра. Таким образом, предложенные нами модели могут быть использованы для первичного скрининга потенциальных кандидатов на восстановление зрительной функции сетчатки.