|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Исследование влияния ограничения питания культивируемых клеток человека и животных на их "старение" в стационарной фазе ростаНИР
Studies of the effect of calorie restriction of cultured human and animal cells on their "aging" in the stationary phase of growth
- Руководитель НИР: Моргунова Г.В.
- Подразделение: Сектор эволюционной цитогеронтологии
- Срок исполнения: 14 марта 2018 г. - 20 марта 2020 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 18-34-00813мол_а
- Номер ЦИТИС: АААА-А18-118032990115-4
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Физико-химические основы биологии и биотехнологии
- ПН России: Науки о жизни
- Направление технологического прорыва России: Медицинские технологии и лекарственные средства
- Критическая технология России: Клеточные технологии
-
Рубрики ГРНТИ:
- 34.19.21 Особенности поведения клеток в культуре
- 34.03.27 Биология старения
- Классификатор OECD: Биология развития, Цитология, Геронтология
-
Ключевые слова:
клеточные культуры, жизнеспособность клеток, метаболизм клетки, геропротекторы, кривые выживания, цитогеронтология, старение, клеточная пролиферация
aging, geroprotectors, biomarkers of aging, senescence, survival curves, cell metabolism, cell cultures, cytogerontology, cell viability, cell proliferation -
Описание:
Проект направлен на изучение влияния ограничения питания (calorie restriction) и миметиков ограничения питания (рапамицин, метформин и т.п.) на рост культивируемых клеток и их гибель в стационарной фазе. Модель хронологического/"стационарного" старения культивируемых клеток различной природы в последние годы становится все более популярной в экспериментально-геронтологических исследованиях. Основной массив данных о таком клеточном старении получен в экспериментах на дрожжах. Настоящий проект предполагает использование стационарных культур клеток животных и человека для изучения механизмов старения и влияния на этот процесс ограничения питания как одного из наиболее эффективных подходов к увеличению продолжительности жизни высших организмов. Результаты соответствующих воздействий предполагается оценивать как по изменениям кинетики роста клеток и их последующей гибели в стационарной фазе, так и по накоплению в них ассоциированной со старением бета-галактозидазы или активации АМФ-активируемой протеинкиназы как основного фермента, участвующего в борьбе клеток с нехваткой энергии.
-
Abstract:
The project aims to studying the effect of diet/calorie restriction and calorie restriction mimetics (rapamycin, metformin, etc.) on the growth of cultured cells and their death in the stationary phase. The model of chronological / stationary phase aging of cultured cells of various origin has become more and more popular in recent years in experimental gerontological studies. The main body of data on such kind of cellular aging was obtained in experiments on yeast. This project involves the use of stationary cultures of animal and human cells to study the mechanisms of aging and the impact on this process of calorie restriction as one of the most effective approaches to increasing the life span of higher organisms. The results of the relevant effects are expected to be assessed by changes in the kinetics of cell growth and their subsequent death in the stationary phase, as well as by the accumulation of senescence-associated beta-galactosidase in the cells or the activation of AMP-activated protein kinase as the main enzyme involved in the struggle of cells with lack of energy.
- Добавил в систему: Моргунова Галина Васильевна
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 14 марта 2018 г.-19 марта 2019 г. | Исследование влияния ограничения питания культивируемых клеток человека и животных на их "старение" в стационарной фазе роста |
| Результаты этапа: За отчётный период были проведены следующие эксперименты: 1) исследования с определением активности ассоциированной со старением бета-галактозидазы (по методу Димри и соавт.) в модели "стационарного старения" и в модели стресс-индуцированного преждевременного старения (в качестве повреждающего фактора выбран этиловый спирт); 2) построение кривых роста и выживания в пределах одного пассажа клеток китайского хомячка, посеянных на культуральных средах разного состава (с недостатком и избытком некоторых питательных веществ), а также на средах с добавлением буфера; 3) оценка пролиферативной активности клеток разного "стационарного возраста", находящихся под воздействием миметиков ограничения питания, в том числе по их способности к образованию колоний; 4) определение экспрессии генов, связанных с регуляцией метаболизма и пролиферации, в клетках китайского хомячка разного "стационарного" возраста; 5) построение кривых роста и выживания в пределах одного пассажа клеток китайского хомячка, выращиваемых на среде с добавлением тестируемого потенциального геропротектора, на примере 8-оксо-2'-дезоксигуанозина. | ||
| 2 | 26 июня 2019 г.-10 марта 2020 г. | Исследование влияния ограничения питания культивируемых клеток человека и животных на их "старение" в стационарной фазе роста |
| Результаты этапа: В рамках проекта было установлено, что: 1) для длительного культивирования клеток китайского хомячка и иммортализованных фибробластов человека в рамках модели "стационарного старения" наиболее подходящей является модифицированная Дульбекко среда Игла, содержащая 4,5 г/л глюкозы, 584,6 мг/л глутамина, 105 мг/л изолейцина и другие незаменимые аминокислоты в относительно высоких концентрациях, в то время как для краткосрочного культивирования можно использовать ту же среду, разбавленную на 44,4% физиологическим раствором; 2) повышенное содержание глюкозы в среде не вызывает преждевременного старения клеток китайского хомячка и иммортализованных фибробластов человека; 3) добавление к культуральной среде дополнительного буфера HEPES не способствует поддержанию pH в поздней стационарной фазе; 4) миметики ограничения питания метформин и AICAR (активатор AMPK) вызывают преждевременную гибель клеток в стационарной фазе, как и потенциальный антиоксидант 8-оксо-2'-дезоксигуанозин; 5) разобщитель 2,4-динитрофенол в высокой концентрации вызывает гибель клеток через несколько дней после добавления, а в предположительно "мягко разобщающей" концентрации никак не влияет на кинетику роста и последующее вымирание клеточной культуры; 6) ингибитор аутофагии хлорид аммония оказывает негативное действие на клетки, что выражается в изменении их морфологии и способности к пролиферации, но не способствует преждевременному старению культуры и не изменяет кинетику её вымирания; 7) в "стационарно старых" клетках повышается уровень транскрипции генов, связанных с аутофагией (atg5, Map1lc3a – белок LC3, PRKAA1 – белок AMPKɑ1), и LDHa (лактатдегидрогеназа), а уровень экспрессии гена LAMP1, напротив, снижается; 8) при голодании в “молодых” клетках уровень экспрессии LAMP1 и всех трёх генов, связанных с аутофагией, повышается, а LDHa не изменяется; в “стационарно старых” клетках не изменяется профиль экспрессии atg5 и PRKAA1 (AMPK), повышается уровень транскрипции – Map1lc3a (LC3) и снижается – LDHa и LAMP1, при этом транскрипция PRKAA1 (AMPK) и Map1lc3a (LC3) в “старых” клетках поддерживается на более высоком уровне, чем в “молодых”; 9) при ингибировании аутофагии в “молодых” клетках происходит компенсаторное повышение экспрессии PRKAA1 (AMPK), Map1lc3a (LC3), LDHa и LAMP1; в “стационарно старых” клетках механизм такой компенсации нарушен, так как на то же воздействие клетки отвечают, напротив, снижением экспрессии перечисленных генов. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".