С их большими торчащими зубами и морщинистым безволосым телом голые землекопы не получат ни одной награды как самый милый грызун. Но их долгая продолжительность жизни - они могут жить до 30 лет, дольше всех грызунов - и замечательная устойчивость к возрастным заболеваниям дают ученым ключ к разгадке тайн старения и рака..
Вот почему профессора биологии Рочестерского университета Вера Горбунова и Андрей Селуанов и научный сотрудник Ян Чжао изучили голых землекопов, чтобы выяснить, проявляют ли грызуны противораковый механизм, называемый клеточным старением, и, если да, то «как этот механизм может работать». иначе, чем у короткоживущих животных, таких как мыши», - говорит Чжао, ведущий автор исследования, опубликованного в PNAS.
Клеточное старение - это эволюционная адаптация, которая предотвращает бесконтрольное деление поврежденных клеток и их развитие в полноценный рак. Однако у старения есть и отрицательная сторона: останавливая деление клеток для предотвращения потенциальных опухолей, оно также ускоряет старение.
Предыдущие исследования показали, что когда клетки, подвергшиеся старению, удаляли у мышей, мыши были менее слабыми в пожилом возрасте по сравнению с мышами, которые старели естественным образом с неповрежденными стареющими клетками.
Исследователи поэтому полагали, что старение держало ключ к общеизвестному источнику молодости; удаление стареющих клеток омолаживало мышей, так что, возможно, это может сработать и у людей. Компании начали исследовать препараты, известные как сенолитические агенты, которые убивают стареющие клетки и переносят эффект омоложения на человека.
Но действительно ли устранение старения является ключом к предотвращению или обращению вспять возрастных заболеваний, а именно рака?
«У людей, как и у мышей, старение и рак имеют конкурирующие интересы», - говорит Горбунова. «Чтобы предотвратить рак, вам нужно остановить деление клеток. Однако, чтобы предотвратить старение, вы хотите, чтобы клетки продолжали делиться, чтобы восполнять ткани».
Горбунова и Селуанов давно изучают рак и его связь со старением и репарацией ДНК. Они определили несколько механизмов, которые способствуют долголетию и устойчивости к раку у голых землекопов, в том числе химическое вещество HMW-HA (высокомолекулярный гиалуронан). Но они считают, что в головоломке есть и другие кусочки.
В своем недавнем исследовании Чжао, Селуанов, Горбунова и их сотрудники сравнили реакцию старения голых землекопов с реакцией мышей, которые живут в десять раз дольше - всего около двух-трех лет. «Мы хотели посмотреть на этих животных, которые почти не стареют, и посмотреть, есть ли у них стареющие клетки или они эволюционировали, чтобы избавиться от старения клеток», - говорит Селуанов.
Их неожиданное открытие? У голых землекопов действительно наблюдается клеточное старение, но они продолжают жить долгой и здоровой жизнью; устранение механизма старения не является ключом к их долгой жизни. «Нас удивило, что, несмотря на удивительное долголетие, у голого землекопа есть клетки, которые стареют, как клетки мыши», - говорит Горбунова.
Исследователи обнаружили, что, хотя у голых землекопов наблюдается клеточное старение, сходное с мышами, их стареющие клетки также демонстрируют уникальные особенности, которые могут способствовать их устойчивости к раку и долголетию.
Механизм клеточного старения навсегда останавливает клетку, чтобы предотвратить ее деление, но клетка все еще продолжает метаболизироваться. Исследователи обнаружили, что голые землекопы способны более сильно подавлять метаболический процесс стареющих клеток, что приводит к более высокой устойчивости к повреждающим эффектам старения.
«У голых землекопов стареющие клетки ведут себя лучше», - говорит Горбунова.«Если сравнить сигналы от мыши и от голого землекопа, все гены у мыши в беспорядке. У голого землекопа все более организовано. Голый землекоп не избавился от старения, но, возможно, это сделало его немного более структурированным."
Хотя эволюция увеличения продолжительности жизни не устраняет старение, более структурированная реакция на старение может иметь эволюционную основу, Чжао говорит: «Мы считаем, что во время эволюции голых землекопов существовала некая стратегия, которая позволила им имеют более систематические изменения в своих генах и регулируют более организованные пути. Мы считаем, что это полезно для долголетия и устойчивости к раку».
Исследование было поддержано грантами Национального института старения и Фонда продления жизни.