Диссертация (1174214), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Весь процесс в лучшем случае80завершается апоптозом [163], однако, чаще сенесцентные клетки демонстрируютустойчивость к апоптозу и, обладая секреторным фенотипом, становятсяважнейшим источником хронического воспаления в организме. Посколькусенесцентные клетки не способны к делению, РКС является основным механизмомдегенеративных изменений, но, с другой стороны, может служить защитныммеханизмом против злокачественной трансформации [65].Укорочение теломер может запустить не только РКС, но и другие ключевыемеханизмы старения [224], а именно: нестабильность генома, истощение пуластволовых клеток, митохондриальную дисфункцию, эпигенетические нарушения.Связь между дисфункцией теломер и митохондриальной недостаточностьюопосредована транскрипционной репрессией короткими теломерами генов PGC1α и PGC-1β [640].
Короткие теломеры вызывают эпигенетические нарушениятеломерного и субтеломерного хроматина [99]. Роль ДТ в эпигенетическойрегуляции была показана в процессах дедифференциации клеток и потериклеточной идентичности в ходе неопластической трансформации [749] и индукцииплюрипотентности[480].Пристресс-индуцированномстаренииДНКповреждение локализуется, в первую очередь, в теломерах [278]. Благодаря этимэффектам, ДТ была предложена в качестве биомаркерадолголетия.Висследовании, отслеживающем динамику ДТ у птиц вида Зебровая амадина, былопоказано, что ДТ на 25 день жизни была точным предиктором продолжительностижизни у этого вида [335].
Исследование GERA (Genetic Epidemiology Research onAdult Health and Aging), которое включало более 100000 человек, показало, что ДТположительно коррелирует с выживаемостью у людей старше 75 лет, т.е. болеедлинные теломеры обеспечивают больше лет предстоящей жизни [434].Положительная связь ДТ и средней выживаемости у людей старше 60 лет былапоказана и в других исследованиях [156]. Существуют и обратные точки зрения,которые не поддерживают наличие связи между средней ДТ и количеством летпредстоящей жизни у людей старшего возраста [482]. Некоторые исследованияпоказывают, что детерминантой долголетия является не ДТ как таковая, а скоростьукорочения теломер.
У лабораторных мышей теломеры укорачиваются в 100 раз81быстрее, чем у человека, объясняя более короткую продолжительность жизни умышей (2-3 года) по сравнению с человеком, несмотря на более длинную ДТ прирождении (5—150 тысяч пар оснований у мыши против 15-20 тысяч пар основанийу человека) [140]. Аналогичная картина наблюдается и у собак, у которых скоростьукорочения теломер в 10 раз выше, чем у человека [266].
Другие полагают, что неДТ как таковая или скорость укорочения теломер, а скорость накопления короткихтеломер является предиктором индивидуальной продолжительности жизни [748].В любом случае способность отдельных видов поддерживать ДТ определяет ихпродолжительность жизни и здоровье, а эта способность зависит главным образомот АТ.1.7.3. Биологическая роль фермента теломеразыПоддерживает ДТ фермент теломераза, которая достраивает теломерныеповторы ДНК.
Теломераза представляет собой рибонуклеопротидный комплекс иотноситсякклассуРНК-зависимыхДНК-полимераз,илиобратныхтранскриптаз. Она включает в себя теломеразную обратную транскриптазу (TERT)и теломеразную РНК (TERС), используемую для синтеза теломерной ДНК вкачестве матрицы [5]. Предположение о существовании механизма поддержаниядлины теломер первым в мире высказал А.М. Оловников. В 1984 г. такой ферментбыл открыт Кэрол Грейдер и назван теломеразой, а в 2009 г.
Э. Блэкберн, К. Грэйдери Д. Шостак за открытие этого фермента и цикл работ по изучению теломер ителомеразы была присуждена Нобелевская премия [512].Высокая АТ наблюдается в эмбриональных, стволовых и раковых клетках,половых клетках человека в течение всей его жизни. В клетках, дифференцировкакоторых завершена, АТ падает и их теломеры начинают укорачиваться с каждымделением, т.е. с каждым делением такие клетки приближаются к состоянию старения[24]. Эта картина характерна для большинства клеток эукариот.
Однако и здесь естьредкие, но важные исключения. Теломеразная активность обнаруживается в таких«смертных» клетках, как макрофаги и лимфоциты [24].82Помимо функции поддержания длины теломер TERT влияет на структурухроматина и способствует активации покоящихся стволовых клеток [653]. TERTможет влиять на Wnt сигнальную систему, которая участвует в ангиогенезе,гипертрофии миокарда, сердечной недостаточности, старении [606]. Важнейшейфункцией теломеразы является поддержание нормального функционированиямитохондрий. Теломераза защищает митохондрии, участвуя в поддержании ДТ.Помимоэтого,унеесуществуетинетеломерныймеханизмзащитымитохондрий. TERT способна перемещаться из ядра клеток в митохондрии при ОСи связываться с мтДНК [14].
Эта локализация в условиях стресса может оказыватьпротективное воздействие как на митохондрии, так и на клетку в целом. Наблюденияпоказывают, что митохондриальная теломераза уменьшает выработку АФК изащищает мтДНК от повреждения [14]. Другие теломернезависимые функции TERTсвязаны с регуляцией экспрессии генов, внутриклеточных сигнальных путей, в т.ч.провоспалительных, а также с обеспечением стрессоустойчивости клеток. Как и ДТ,теломераза находится под генетическим контролем и воздействием фактороввнешней среды, подвергаясь эпигенетической регуляции [656].1.7.4. Измерение длины теломерНаиболее широко распространенным методом определения ДТ в клиническихи эпидемиологических исследованиях является определение ДТЛ.
Известно, чтосуществует высокая корреляция между ДТЛ и ДТ в соматических клетках [136],поэтому ДТЛ может служить суррогатным показателем для определенияотносительной ДТ в других тканях, за исключением малопролиферирующих, такихкак мозг, жировая ткань и печень, где этого соответствия нет [208]. Вэкспериментальных и клинических работах получены данные о том, что ДТЛотражает ДТ в стволовых клетках и соответствует ДТ в ЭПК, что позволяетрассматривать ДТЛ как биомаркер старения сосудов.83Существует несколько методов определения ДТЛ: FLOW-FISH (FluorescenceIn Situ Hybridization), основанный на иммунофлуоресценции, метод Southern blot,метод ПЦР. Southern blot - электрофорез в агарозном геле для фракционированияДНК с переносом разделённой по длине ДНК на мембранный фильтр длягибридизации.Southernblot,основанныйнаанализедлиныконцевогорестрикционного фрагмента, считается одним из самых точных методовопределения ДТЛ и позволяет определить абсолютную ДТ.
Этот метод является насегодня «золотым стандартом» оценки ДТ [64]. Он обладает преимуществом визмерении не только средней ДТ, но и в определении содержания самых короткихтеломер [136]. Но этот метод наиболее трудоемкий и дорогой, требует большогоколичества ДНК (2-3 мкг на определение) и затратен по времени. Коэффициентвариации составляет 2%. Другим распространенным методом является измерениеотносительной ДТ методом ПЦР.
ПЦР позволяет определить среднюю длинутеломер. По сравнению с предыдущими методами ПЦР занимает меньше времении не такая трудоемкая, нодостаточно надежная, что важно для проведенияэпидемиологических и клинических исследований. Материалом в исследованияхчаще становится ДТЛ. Этот метод удобен для изучения больших популяций, требуетменьшего количества ДНК и характеризуется коэффициентом вариации 4% [365].При сравнении методов ПЦР и Southern blot в одних и тех же образцах крови от 50доноров в 2 независимых лабораториях оба метода продемонстрировали высокуювоспроизводимость и соответствие результатов (r > 0,9).
Коэффициент вариации приповторных определениях для ПЦР составил 6,5%, для Southern blot 1,7% [64].Использование различных методов определения ДТЛ может отчасти объяснитьпротиворечивые результаты отдельных исследований.АТ определяется в моноцитарной фракции методом ПЦР [365].841.7.5. Биология теломер и возраст-ассоциированные измененияартериальной стенкиНемногочисленные работы изучали связь ДТЛ с параметрами состоянияартериальной стенки. Последние продольные исследования показали, что болеевысокая скорость укорочения теломер была связана с большей ТКИМ независимоот традиционных ФР [483], подтверждая гипотезу о том, что укорочение теломеропосредует связь между клеточным и сосудистым старением. Проспективноенаблюдение за 768 пациентами в течение 6 лет выявило связь (с поправкойна традиционные ФР ССЗ) укорочения теломер с утолщением стенки общей соннойартерии и более высокой частотой ССО [73].
В целом ряде исследований былаподтверждена связь ДТЛ не только с признаками атеросклероза, но и с параметрамижесткости артерий [85; 536]. В некоторых поперечных исследованиях, в частности, упациентов с СД2 [758] связи между ДТЛ и СРПВ обнаружено не было. Правда, в нихпринимало участие малое количество людей, включались, в основном, пациентыстаршего возраста, с различным набором ФР.Особый интерес представляют результаты интервенционных исследований.Они позволяют ответить на вопрос, многие годы волновавший врачей. Почемумаммарная артерия практически не подвержена атеросклерозу? Оказалось, чтоскорость укорочения теломер в интиме маммарной артерии намного ниже, чем вдругих областях, и разница в ДТ между маммарной и, например, подвздошнойартерией усугубляется с возрастом [168].
Более длинные теломеры обнаружены ив стенках подкожных вен, для которых несвойственны атеросклеротическиеизменения [365]. Укорочение теломер особенно выражено в областях, для которыххарактерно развитие атеросклероза, таких как каротидные артерии [168] и стенкааорты [557]. Предполагают, что ДТ в артериальной стенке регулируют локальныефакторы, связанные с гемодинамикой, и более короткие теломеры обнаруживаютсяв областях с высоким гемодинамическим стрессом [168].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
