GuruHealthInfo.com

Staranje v celičnih kulturah. delitev Limit celic

Video: izmerjena telomeres živijo dlje ali FINITI od Jeunesse

Obstaja meja delitev celic?

Ideja, da so živalske celice možnost, da omeji samo in strogo določeni število oddelkov, je bilo postavljeno leta 1882 Weismann (Weismann, 1882), je bila Mechnikov razpravljali o podrobnostih (1907), leta, zdaj pa je prejela eksperimentalno potrditev (Micklem et al., 1975 Reincke s sod., 1975 Botnick s sod., 1976) in postala osnova številnih teorij staranja (Olovnikov, leta 1973 Holliday, 1975).

je "staranje" celična kultura pogosto vidijo kot glavni dokaz omejeno sposobnost celic, da se razdeli (Marx, 1974- Reincke s sod., 1975 Hirsch, 1977).

Dejansko je bilo ugotovljeno, da se pojavlja veliko replikativnega senescenco celična kultura samo med delitvijo celic in ni neposredno povezana z intenzivnostjo njihovega metabolizma.

Na primer, če je začasno zatreti delitev celic v gojenih človeških fibroblastov (padanjem temperature, znižuje serumsko koncentracijo v mediju kulture, povečanje gostote prebivalstva), in nato ponovno ustvarili pogoje za rast, v teh kulturah replikativnega smrt nastopi v roku, ki je enak čas, porabljen Kultura neproliferiruyugtsem stanje.

Hkrati podvojitve števila storjeno populacije celic ne spreminja (gl. Gavrilov, Gavrilova, 1978). Zato je treba "starost" in "dolgoživosti" celičnih kultur je opredeljena ne v koledarskem času, ampak s številom oddelkov, storjena celice (tako imenovano delitveno čas) (Dell Orco 1974- Goldstein, Singal, 1974- Gavrilov, Yaguzhinskii, 1978) ,.

Praktično mitotični čas izražena kot število subkultur (delov), ob predpostavki, da en prehod v razmerju 1: 2, ustreza eni populaciji podvojitvenega (Cristofalo, 1972- Goldstein, 1974), in eno podvojitev - delitev ene celične kulture (Marx, 1974).

Na primer, kultura človeških embrionalnih diploidnih fibroblastov zdržati približno 50 + 10 prehode v razmerju od 1: 2 (Hayfiick, 1965) - torej menijo, da ta kultura zaveže 50 podvajanj populacija (Hayfiick, Cristofalo 1969-, 1972) in celice lahko kultura delež 50-krat (Marx, 1974- Dubin, Razumovich, 1975).

Vendar pa je znano, da so mnoge celice v telesu (kot črevesne sluznice celice, koža, hematopoetske in limfnih celic) možnost, da si veliko več kot 50-krat (Dubin, Razumovich, 1975 Cameron, Thrasher, 1976- Hirsch, 1977). Ta razlika postavljeno dvome o možnosti uporabe celičnih kultur za modeliranje, povezanih s staranjem sprememb v telesu (Cristofalo, 1972- Cameron Thrasher, 1976).

Ugotovljeno je bilo, kljub temu, da je razlog za to polemiko v napačnem izračunu podvojitev obsega in delitve. Prvič, je bilo ugotovljeno, da je dan po subkulture kulturo človeških fibroblastov preživela le 50-70% mladih replikacijo celične kulture (Cristofalo et al., 1970) in le 25% od starega replikacijo celične kulture (Good, 1972).

Zato 40-60 prehodi (navidezne podvajanj) 80-120 ustrezajo resničnim podvojitev populacije (glede na celično smrt) (Good, 1972). Drugič, niso vsi fibroblasti preživela subkulture delovanje, lahko tako, da je delež, ki ločujejo celic močno zmanjša, če replikativnega senescenco (gl. Zgoraj). Glede na to dejstvo in celične smrti stalno smo izračunali, da je 40-60 prehodi v kulturi človeških fibroblastov ustrezajo 120-160 celične delitve (Good, 1972- Hirsch, 1977).

Po drugi, bolj natančen izračun te vrednosti je 170 + 30 oddelki (Gavrilov Yaguzhinskii, 1978). Tretjič, je bilo ugotovljeno, da je "mrtev" Kulture človeških fibroblastov še vedno 10-20% celic, ki se lahko razdeli (Cristofalo, Sharf, od leta 1973 Milo, Hart, 1976) - tako na splošno ni nobenega razloga, da bi govorili o obstoju omejitve števila oddelkov vse celične kulture.

Poleg tega je analiza kinetiko rasti človeških fibroblastnih kultur so pokazale, da je absolutna število ločujejo celic glede na celotno prebivalstvo fibroblastov (m. E. Ob upoštevanju precepljanju operacijo) ne zmanjšuje in na koncu "življenjskega" kulture raste predvsem zaradi tvorbe nondividing celice. To pomeni, da je replikativnega senescenco kultura ne zaradi izginotja ločujejo fibroblastov in njihovo redčenje s celicami ne delijo (Gavrilov, Yaguzhinskii, 1978).

Zato lahko kultura biti omejena "življenjska doba"Tudi če je del svojih celic razdeljene v nedogled. Kot poseben primer, da je model, ki temelji na sistemu predhodno spremembe (Osgood, 1959) za hematopoetske celice.

Po tem modelu, v gojenih človeških fibroblastov, obstajajo 2 vrsti proliferirajoče celice: n-celice, ki so sposobni, da določeno število enot (okoli 100), njeno nato delimo in A-celice, ki ločujejo brez omejitve, in kontinuirno tvorijo iz a-celic število n-celic.


V najpreprostejšem primeru, so ti pogoji izpolnjeni, in če celice delijo asimetrično v eno celico, ki je enaka staršev (in celic), in drugi - v kategoriji n-celic. Trenutno je asimetrična delitev šteje za značilnost večine celic v telesu (Hirsch, 1977).

V takem asimetrične delitve in število celic ni mogoče povečati. To je enostavno opaziti, da je model redčenje prebivalstva, ki ločujejo celice neizogibna, tako da bo celična kultura ima omejeno "življenjsko dobo", čeprav na prvi je v celoti sestavljen iz "nesmrten" in celic.

Dejansko se je izkazalo, da je to preprost model kakovostno opisuje kinetiko replikacije staranja kulturi človeških fibroblastov (Gavrilov, Yaguzhinskii, 1978).

Možni mehanizmi replikativnega staranjem celičnih kulturah

Trenutno posebni mehanizmi replikativnega staranja celičnih kulturah so neznani, in obstoječe številne predpostavke se lahko zmanjša na dva splošnimi domneve. motnje akumulacije koncept, poškodbe ali napake razmišljajo proces replikacije staranje kot posledica pomanjkljivosti različnih znotrajceličnih sistemov, kot so prenos genskega informacijskega sistema.

V skladu s preklopno hipotezo replikativnega senescenco - kulturo celic Postopek kvazidifferentsirovki, podobno diferenciacijo celic v telesu (Gavrilov, Gavrilova, 1978).

Med številnimi hipotez je kopičenje kršitev razširjena "napaka katastrofa" hipotez orgel (orgel, 1963- Holliday, 1975), v skladu s katerim na translacijskih ravni kopičijo napake, ki vodijo k nadaljnjemu zmanjšanju točnost genetskih sistemov za prenos informacij.

Vendar je analiza eksperimentalnih potrditev hipoteze orgel se izkaže, da nobeden od njih ne dokazuje veljavnost te hipoteze (Gavrilov, Gavrilova, 1978). Najresnejši Pobijanje hipoteze akumulacije škode so rezultati poskusov na replikacijo okužbe mlade in stare kulture herpes virusi (Holland in sod., Od leta 1973 Hayfiick, 1974), vezikularni stomatitis (Holland in sod., Od leta 1973 Pitha et al., 1974) in poliovirus (Holland et al., od leta 1973 Hayfiick, 1974- Pitha in sod., 1974).




V teh študijah, je bila okužba z virusom uporablja kot metoda ocenjevanja stanja starega replikacijo celične kulture. Glavna prednost virusnega testa je, da nam omogoča, da opredelitev splošnega stanja celice in ugotoviti kršitve, ne glede na njihovo naravo.

Ta metoda je občutljiva, saj omogoča raziskovanje učinka analogi amino kislin ter gostota prebivalstva v stanju celic (Pitha in sod., 1975). Na primer, je bilo ugotovljeno, da je amino kislinski analogi nepomembnih dodatki, ki zmanjšajo stopnjo rasti kulture le 20%, kar vodi do 5-10-kratno zmanjšanje števila kužnih virionov, proizvedenih iz ene same celice (Danner et al., 1978).

Če replikativnega senescenco kopičenje kršitev v celicah res povzročil, bi test virusa kažejo naslednje spremembe v celicah "starih" kultur: zmanjšuje stopnjo nastajanja in zorenja virusov, zmanjšanje števila virione, ki jih eni celici, padec posebnega kužnosti virusa in poveča njihovo toplotno labilnost, povečana delež mutiranih virusov spremeniti elektroforetsko spekter virusnih proteinov.

Vendar pa so bila odkrita nobena od teh sprememb (Holland in sod., Od leta 1973 Hayfiick, 1974- Pitha et al., 1974, 1975). To pomeni, da za replikativnega senescenco ni opaznega zmanjšanja natančnost sistemov za prenos informacij in pade sintezni zmogljivosti celic.

V zadnjem času, hipoteza narašča priznavanje predpostavlja diferenciacijo celic v kulturi, v skladu s katero replikativnega senescenco s preklopom na način celično presnovo povzroča, ni v skladu z delitvijo (Finch, 1976- Rheinwald, Green, med letoma 1977 in Bell et al., 1978).

Ta hipoteza je v skladu z računom oddelkov, ki se pojavijo med replikacije staranje. Dejansko je veliko različnih predmetov, ki jih je bilo dokazano, da je presnova pogosto potrebno preklopiti delitev celic, in kritična točka v tem stikalom sovpada s sintezo DNK. Zato diferenciacija hipoteza je v skladu z dejstvom, da "Spomin" število oddelkov, ko pride replikativnega senescenco v jedru.

Očitno tu se soočamo z univerzalnim preklopnim mehanizmom presnove, ki še ni bila raziskana (Truman, 1976- Gavrilov, Gavrilova, 1978). Diferenciacija hipoteza predvideva, da morajo biti hibridne celice oblikovane iz postreplicative in transformirane celice lahko razdelijo. Dejansko se je izkazalo, da heterokaryons postreplicative Človeške fibroblastne celice s je heteroploid zlati hrček sposobni narediti 100 celic generacij (Goldstein, Lin, 1972).

Prav tako je pokazala, da jedro postreplicative človeški fibroblasti po hibridizacijo z HeLa celice ali transformirane človeških fibroblastov začela sinteze DNA (Norwood s sod., 1975). To je bilo, da replikativnega senescenco človeških fibroblasti kultur zaradi izginotja jedrskih niso histonskih mRNA proteinov, ki sodelujejo pri aktiviranju genom med celično delitvijo (Stein, Burther, 1975).

Ta pojav je pojasnjeno tudi, če upoštevamo te eksperimentalne dejstvi: replikativnega senescenco spreminja spekter jedrnimi proteini in spreminja strukturo kromatin tako, da je njegova matrica aktivnost proti sintezo RNA zmanjša (Baserga, Nicolini, 1976). Zato se lahko replikativnega senescenco obravnavati kot proces prehoda genoma dejavnost, tj. E. Kot proces diferenciacije.

V nasprotju s koncepti akumulacije škoda diferenciacije hipotezo takoj strinja z dejstvi o nonuniversal razširjenosti replikacije staranje, reverzibilnosti postreplicative prehodnega stanja, visoke natančnosti in hitrosti postreplicative biokemičnih procesov v celicah in nizke hitrosti smrt teh celic v.

Končno, to samo kaže, da je omejeno "življenjsko dobo" kultur človeških povrhnjice keratinocitov povezan z diferenciacijo teh celic (Rheinwald, Green, 1977). Glede fibroblaste, je znano, da lahko te celice diferencirajo v kulturi za proizvodnjo cepljivih adipociti (Portugalska, 1979).

Možno je, da je ta proces osnova replikacije staranje fibroblastov, vendar neuspeh gojišča na več dejavnikov (npr, biotin), posega v normalno izražanja novega fenotipa. Čeprav je razlikovanje hipoteza celic v kulturi ni dokončno dokazano, da je precej bolje ujemajo razpoložljivih eksperimentalnih podatkov, kot motenj shranjevanje koncept.

Korelacija med staranja večceličnih organizmov in celičnih kultur

Gerontologists obresti na sam pojav "staranja" celičnih kultur je v veliki meri odvisna od tega, kako je to povezano s staranjem. Nekatere korespondenca med res obstaja ta dva pojava (Cristofalo, 1972- Hayfiick, med letoma 1977 in Gavrilov, Gavrilova, 1978).

Na primer, je bilo ugotovljeno, da je replikativnega življenjska doba celičnih kultur zmanjšal z naraščanjem starosti donatorskih polj (Schneider, Chase, 1976- Schneider Mitsui, 1976). Poleg tega "pričakovana življenjska doba" celičnih kultur, dobljenih iz različnih živali je povezana s pričakovano življenjsko dobo teh živali (Hayfiick, 1975).

Vendar pa ta dejstva ne dokazujejo, da je osnova staranja omejeno sposobnost svojih celic razdeliti. Če bi bilo temu tako, potem bi bilo vse normalne celice živali imajo omejeno "življenjsko" kulture.

Dejstvo je, da so številne kulture živalskih celic, ki lahko neomejeno rast (Cristofalo, 1972- Finch, 1976). Ugovor Hayflick (Hayfiick, 1977), da bi take celice imajo odklon od normalnega diploidnega kariotip, trenutno ni mogoče sprejeti, ker tudi niso "staranja" Kulture človeških fibroblastov diploidnega kariotip zadržani.

Dejansko replikacije stari človeški fibroblasti vsebuje 6% in 43% poliploidne aneuploidno celic (Thompson Holliday, 1975). Hayflick z drugimi izjavami, ki neomejeno zmožnost delijo samo značilnost spremenjenih celic (Hayflick, 1965), prav tako se ne morem strinjati.

Na primer, normalne celice Drosophila imaginal diskov so sposobni neomejeno rast (Finch, 1976). Po drugi strani pa je kultura piščančjih fibroblastov preoblikoval z virusom sarkom Rous, je omejena replikacije življenjsko dobo (Ponten, 1970- Leblond-Larouche, Morais, 1976).

Tako vsako preoblikovanje ali sprememba kariotip niso neposredno povezani z "staranjem" celičnih kultur.

Preiskava "staranja" celičnih kultur nam omogoča, da ugotovi razloge za zmanjšanje mitotićno dejavnosti in mehanizme za ureditev delitve celic. To je lahko koristno pri proučevanju vzorcev zmanjša sposobnost obnavljanja tkiv in atrofije med staranjem.
Zdieľať na sociálnych sieťach:

Príbuzný