Старение клеток и старение организма
Зачем клетки стареют
Рисунок 1. Девять ключевых признаков старения организма (по мнению авторов статьи [40]).
* – Вообще, теорий старения на разных уровнях организации живой материи – от молекулярного до популяционного, да еще с разнящимися объяснениями эволюционных закономерностей и механизмов – несколько сотен. И далеко не все они конфликтуют друг с другом, поскольку могут концентрироваться на разных уровнях или рассматривать старение под разными углами. Словосочетание «накопление повреждений» разными группами биологов/геронтологов тоже понимается по-разному, но, пожалуй, основной логический «оппонент» теории программируемого старения (и смерти) – концепция, полагающая, что организмы – если уж говорить о программах – запрограммированы скорее на выживание, чем на смерть. А старение – результат сбоя этой программы, связанный с действием на организм множества внешних и внутренних факторов, – но это уже отсылает к другим теориям старения, не программным. – Ред.
* – У голых землекопов численность популяции, видимо, ограничивается в основном за счет гибели особей раннего возраста (высокая младенческая смертность – нормальное для большинства видов явление). В колонии этих животных размножается только одна самка – королева, но делает она это довольно интенсивно, поэтому сложно сказать, ограничивает ли размножение «по лицензии» общую численность (в противном случае наверняка работали бы иные механизмы контроля рождаемости и расселения) и повлияло ли оно на закрепление отбором аномально высокой продолжительности жизни землекопов (а может, причинно-следственная связь была обратной, или ее и вовсе нет?). Так или иначе, землекопы смертны. И, судя по всему, даже стареют (дальнейшие наблюдения это уточнят), но по-своему – слишком уж отсроченно и совсем нетипично для млекопитающих, не проявляя признаков обычных старческих патологий. Обитание в защищенной подземной среде располагает к долгой жизни, а долгая жизнь предполагает выработку механизмов, противодействующих раку и прочим «возрастным» болезням. И специфика этой самой подземной среды когда-то определила, какими именно эти механизмы должны быть. – Ред.
- Tian X., Azpurua J., Ke Z., Augereau A., Zhang Z.D., Vijg J. et al. (2015). INK4 locus of the tumor-resistant rodent, the naked mole rat, expresses a functional p15/p16 hybrid isoform. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 112, 1053–1058;
- Wang C., Jurk D., Maddick M., Nelson G., Martin-Ruiz C., von Zglinicki T. (2009). DNA damage response and cellular senescence in tissues of aging mice. Aging Cell. 8, 311–323;
- Gurdon J. (1962). Adult frogs derived from the nuclei of single somatic cells. Dev. Biol. 4, 256–273;
- Conboy I.M., Conboy M.J., Wagers A.J., Girma E.R., Weissman I.L., Rando T.A. (2005). Rejuvenation of aged progenitor cells by exposure to a young systemic environment. Nature. 433, 760–764;
- Takahashi K. and Yamanaka S. (2006). Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell. 126, 663–676;
- Sanchez J.R., Milton S.L., Corbit K.C., Buffenstein R. (2015). Multifactorial processes to slowing the biological clock: insights from a comparative approach. Exp. Gerontol. 71, 27–37;
- Википедия: Contact inhibition (англ.);
- Vredeveld L.C., Possik P.A., Smit M.A., Meissl K., Michaloglou C., Horlings H.M. et al. (2012). Abrogation of BRAFV600E-induced senescence by PI3K pathway activation contributes to melanomagenesis. Genes Dev. 26, 1055–1069;
- Seluanov A., Hine C., Azpurua J., Feigenson M., Bozzella M., Mao Z. et al. (2009). Hypersensitivity to contact inhibition provides a clue to cancer resistance of naked mole-rat. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 106, 19352–19357;
- биомолекула: «Чтобы клетка стала стволовой, ей должны достаться митохондрии поновее»;
- Doles J., Storer M., Cozzuto L., Roma G., Keyes W.M. (2012). Age-associated inflammation inhibits epidermal stem cell function. Gene Dev. 26, 2144–2153;
- Mesquita A., Weinberger M., Silva A., Sampaio-Marques B., Almeida B., Leao C. et al. (2010). Caloric restriction or catalase inactivation extends yeast chronological lifespan by inducing H2O2 and superoxide dismutase activity. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 107, 15123–15128;
- Википедия: «Свободнорадикальная теория старения»;
- Andziak B. and Buffenstein R. (2006). Disparate patterns of age-related changes in lipid peroxidation in long-lived naked mole-rats and shorter-lived mice. Aging Cell. 5, 525–532;
- Lewis K.N., Andziak B., Yang T., Buffenstein R. (2013). The naked mole-rat response to oxidative stress: just deal with it. Antioxid. Redox Signal. 19, 1388–1399;
- Van Remmen H., Ikeno Y., Hamilton M., Pahlavani M., Wolf N., Thorpe S.R. et al. (2003). Life-long reduction in MnSOD activity results in increased DNA damage and higher incidence of cancer but does not accelerate aging. Physiol. Genomics. 16, 29–37;
- Doonan R., McElwee J.J., Matthijssens F., Walker G.A., Houthoofd K., Back P. et al. (2008). Against the oxidative damage theory of aging: superoxide dismutases protect against oxidative stress but have little or no effect on life span in Caenorhabditis elegans. Genes Dev. 22, 3236–3241;
- Hekimi S., Lapointe J., Wen Y. (2011). Taking a «good» look at free radicals in the aging process. Trends Cell Biol. 21, 569–576;
- Barzilai N., Huffman D.M., Muzumdar R.H., Bartke A. (2012). The critical role of metabolic pathways in aging. Diabetes. 61, 1315–1322;
- Fontana L., Partridge L., Longo V.D. (2010). Extending healthy life span–from yeast to humans. Science. 328, 321–326;
- Shaw A.C., Joshi S., Greenwood H., Panda A., Lord J.M. (2010). Aging of the innate immune system. Curr. Opin. Immunol. 22, 507–513;
- Powers R.W. 3rd, Kaeberlein M., Caldwell S.D., Kennedy B.K., Fields S. (2006). Extension of chronological life span in yeast by decreased TOR pathway signaling. Genes Dev. 20, 174–184;
- Jia K., Chen D., Riddle D.L. (2004). The TOR pathway interacts with the insulin signaling pathway to regulate C. elegans larval development, metabolism and life span. Development. 131, 3897–3906;
- Kapahi P., Zid B.M., Harper T., Koslover D., Sapin V., Benzer S. (2004). Regulation of lifespan in Drosophila by modulation of genes in the TOR signaling pathway. Curr. Biol. 14, 885–890;
- Harrison D.E., Strong R., Sharp Z.D., Nelson J.F., Astle C.M., Flurkey K. (2009). Rapamycin fed late in life extends lifespan in genetically heterogeneous mice. Nature. 460, 392–395;
- Abraham R.T. and Wiederrecht G.J. (1996). Immunopharmacology of rapamycin. Annu. Rev. Immunol. 14, 483–510;
- Wilkinson J.E., Burmeister L., Brooks S.V., Chan C.C., Friedline S., Harrison D.E. et al. (2012). Rapamycin slows aging in mice. Aging Cell. 11, 675–682;
- Kuilman T., Michaloglou C., Mooi W.J., Peeper D.S. (2010). The essence of senescence. Genes Dev. 24, 2463–2479;
- Coussens L. and Werb Z. (2002). Inflammation and cancer. Nature. 420, 860–867;
- Copland J.A., Sheffield-Moore M., Koldzic-Zivanovic N., Gentry S., Lamprou G., Tzortzatou-Stathopoulou F. et al. (2009). Sex steroid receptors in skeletal differentiation and epithelial neoplasia: is tissue-specific intervention possible? BioEssays. 31, 629–641;
- Matheu A., Maraver A., Collado M., Garcia-Cao I., Canamero M., Borras C. et al. (2009). Anti-aging activity of the Ink4/Arf locus. Aging Cell. 8, 152–161;
- Baker D.J., Wijshake T., Tchkonia T., LeBrasseur N.K., Childs B.G., van de Sluis B. et al. (2011). Clearance of p16Ink4a-positive senescent cells delays ageing-associated disorders. Nature. 479, 232–236;
- Chakkalakal J.V., Jones K.M., Basson M.A., Brack A.S. (2012). The aged niche disrupts muscle stem cell quiescence. Nature. 490, 355–360;
- Yilmaz Ö.H., Katajisto P., Lamming D.W., Gültekin Y., Bauer-Rowe K.E., Sengupta S. et al. (2012). mTORC1 in the Paneth cell niche couples intestinal stem-cell function to calorie intake. Nature. 486, 490–495;
- Gregg S.Q., Gutiérrez V., Robinson A.R., Woodell T., Nakao A., Ross M.A. et al. (2012). A mouse model of accelerated liver aging caused by a defect in DNA repair. Hepatology. 55, 609–621;
- Min J.N., Whaley R.A., Sharpless N.E., Lockyer P., Portbury A.L., Patterson C. (2008). CHIP deficiency decreases longevity, with accelerated aging phenotypes accompanied by altered protein quality control. Mol. Cell Biol. 28, 4018–4025;
- Rodriguez K.A., Edrey Y.H., Osmulski P., Gaczynska M., Buffenstein R. (2012). Altered composition of liver proteasome assemblies contributes to enhanced proteasome activity in the exceptionally long-lived naked mole-rat. PLoS One. 7, e35890;
- Liu G., Rogers J., Murphy C.T., Rongo C. (2011). EGF signalling activates the ubiquitin proteasome system to modulate C. elegans lifespan. EMBO J. 30, 2990–3003;
- Rubinsztein D.C., Marino G., Kroemer G. (2011). Autophagy and aging. Cell. 146, 682–695;
- López-Otín C., Blasco M.A., Partridge L., Serrano M., Kroemer G. (2013). The hallmarks of aging. Cell. 153, 1194–1217;
- Sahin E. and DePinho R.A. (2012). Axis of ageing: telomeres, p53 and mitochondria. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 13, 397–404.