Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Возрастные особенности кейлонной регуляции пролиферации клеток печени крыс

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Возрастные особенности кейлонной регуляции пролиферации клеток печени крыс"

ХАРКІВСЬКИЙ ЛЕГМАИШЯ УНІВЕРСИТЕТ

Р Г Б ОД

-2 ОПТ 1355

11а праиах рукопису ШЕІІЦйВА Олена Олександрівна

ВІКОВІ ОСОБЛИВОСТІ КЕМОННОІ РЕГУЛЯЦІЇ ПРОЛІФЕРАЦІЇ КЛІТИН ПЕЧІНКИ ЩУРІВ

03.00.13,- Фізіологія людіши та гьаріш

АВТОРЕФЕРАТ дисертаці і на здобуття наукового стуїівіт кандидата біологічних наук

Хартії - Vii'JLi

Лиі'рі'тацііі рукописом .

ІЧ'бпта виконана у нідділі молекулярно» біології та

ОіОХІМІІ ОііТОГЄНЄЗУ І'ПукОВО - ДЧСЛ ІДЧОГО інптіітуту б ІОЛОГ і І

їяргівського дчркавпспчі уиік<грсяг«»ту .

Ііаугарий керівнії':: доктор Оіож'гічішх наук, ніоК-оор

. Клш(°кгп Анатолій Іванович

і-фіційні оіюнеїтн Ьондпреш:о іі. А. ■■дпнтор біологічня* наук, проф?еср (,уяц. іхг-і'- фіеіолоп і лкляни та тварям зач. відділам

фізіологи іингзд інституту проОл-м

крЮСНопш'11 'іа крк.і^дічушн ПАН України )

Іюгунов Г. Ф. - доктор біологічних

наук, професор (вад. иаф. загальної

біології ХАРКІВСЬКОГО М»ДЛЧКОГО . УИІИ?Г'.'Ц-ГЄТУ).

Провідна установа: ІЩІ геронтологи МОП України,

м. Кіііб.

Члкист відбудеться "?5р. О /Ґ годин і на уасіданні спеціалізованої Ечеио'і ради к 02.02.16 Харківського дэрдавного університету ( 010077, м. Харкіп, ііл. Свободи, 4, аудиторія 3-15 )

З дісєртаціею можна ознайомитися в Центральній науковій бібліотеці Харківського держуніверситету.

Автореферат рог і сланий " ^ і а у 5 р.

Вчений секретар

спеціалізованої Вченої ради, ч

кандидат біологічних наук ;/\/ 0. В. Шглов

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. Проліферація є найважливішою стороною життєдіяльності і розвитку організмів, і її зрушення лежать в основі виникнення багатьох патологічних процесів. Тому ■ визначення механізмів регуляції клітинної проліферації, а тим більше, вміння змінювати їх в потрібному напрямку, без сумніву, е актуальною проблемою бюлогіі як у теоретичному, так і в прикладному аспектах.

Регуляція проліферації -клітин еукаріот здійснюється різноманітними факторами, серед яких приспи і як індуктори, так і інгібітори ділення. Співвідношення між індукторами і інгібіторами е важливим чинником, що.регулює проліферацію.

Хімічні речовини, кр пригнічують проліферацію клітин, застосовуються в онкології. Одначе, більшість з них -токсичні сполуки, які знищують не лише трансформовані клітини, але і викликають небажані побічні-ефекти.

В останні роки приділяється велика увага ендогенним специфічним інгібіторам клітинного ділення природного походження як можливим регуляторам клітинної проліферації [Parkinson E. K., Bai man А., 1990; Moses H. L., 1992]. Велике значення в регуляції'при онкогенезі мають внутріиньотканинні інгібітори,зокрема, кейлони [Parkinson Е-. К. ,19903. Однак закономірності кейлонноі регуляції ! її взаємовідношення з іншими елементами загальної системі контролю ділення клітин залишаються недоелідженими. Кейлонна система е важливою ланкою регуляції клітинного гомеостазу тканин, що забезпечує вну-грішньотканинний контроль за процесами розмноження клітин.

Враховуючи важливу роль кейлонноі регуляції для вікового стзновлення проліферації клітин, можливість використання ■чинників росту б медичній практиці,значний інтерес має дослідження вікової активності кєИлонів печінки,чутливості до них клітин-цілей і механізмів іх дії на процеси ділення клітин.

Мета у завдання дослідження. Метою роботи було дослідження фракційного складу кейлонів печінки, їх Кількісної характеристики, біологічної активності і чутливості до них клітин нз різних етапах онтогенегу, на різних експериментальних моделях, а такой дослідження можливих механізмів їх дії на моделі викликаної проліферації клітин печінки.

. В конкретні завдання дослідження входило: .

і. Дослідити фракційний склад к<гйлоніь печінки тварин рівного віку. '

2. Дослідити вміст окремих фракцій кейлонів на різних етапах постнатального онтогенезу щурів.

3. Дослідити активність фракції, яка вміщує кейлон, у печінці і нирках. Визначити чутливість до кейлонів клітин на різних етапах онтогенезу..

4. Дослідити вплив гідрокортизону на активність кейлонів.

5. Дослідити тканинну локалізацію і час дії кейлонів при внутрішньочеревинному введенні їх в організм.

6. Дослідити дію кейлонів на інтенсивність проліферації клітин на моделі печінки, шр знаходиться в стані регенерації, при одно- і багаторазових послідовних введеннях кейлонів в організм.

Наукова новизна. Вперше здійснена вікова та кількісна характеристика кейлонів печінки як регуляторів проліферації клітин. Показано, щр в процесі онтогенезу відбуваються як кількісні (збільшується низькомолекулярна фракція кейлонів М.М. 17 КДа), так і якісні зміни, зменшується їх активність як у інтактній печінці, так і при її регенерації.

Чутливість гепатоцитів до дії кейлонів також зменшується в віком. Активність кейлонів може змінюватися ПІД впливом рівних клітинних метаболітів, її може обумовлювати гормональній статус організму, тобто кейлони входять в систему вікової регуляції проліферації. Вікова система кей-лонної регуляції має виражену тканинну особливість, в усякому разі, для печінки и нирок.- Показано, щр активність кейлонів печінки не така короткочасна, як вважалося раніше, а може зберігатися на високому рівні достатньо довго,не менше 23 годин.Знайдено, щр після внутрішньочеревинного введення кейлонів в організм вони швидко зв'язуються з клітинами печінки і утримуються там не менше 12 годин.

Найбільш виражена дія пригнічення проліферації кейлона-ми спостерігається при одноразовому введенні в організм. Багаторазове послідовне введення кейлонів в організм супроводжується втратою чутливості гепатоцитів до цих інгібіторів.

Основні положення, які виносяться на захист:

1. Кейлонна система онтогенетичної регуляції проліферації характеризується вираженою тканинною специфічністю.

2. Активність кейлонів і чутливість гепатоцитів до їх дії має вікову специфіку.

3. Пригнічувальна •активність кейлонів зберігається не

- б -

менш, як 23 години після одноразового їх введення в організм.

4. Багаторазові послідовні введення кейлонін в організм супроводжуються втратою чутливості гепатоцитів до них.

Теоретичне та практичне значення роботи. Виконана робота є важливим етэпои в дослідженні системи кейлонної регуляції проліферації клітин, вона має загальнобюлогічне значення, а також необхідна для розумінння вікової регуляції клітинного ділення. . '

Досліджена фракція, шр вмішує кейлон, 1«же використовуватися як компонент комплексного препарату для вирішення питань, пов’язаних з регуляцією проліферації при рівних пато-догіях. '

Одержана фракція, шр вмішує кейлон, використовується в наукових дослідженнях як тканинний біохімічний препарат, шр пригнічує проліферацію. ■

Результати роботи використовуються в навчальному процесі в курсі лекцій "Молекулярна біологія" та "Біотехнологія".

Апробація роботи. Матеріали дисертації доповідалися на симпозиумі " Продолжительность жизни: механизмы, прогнозы,пути увеличения" ( Київ, 1991 г.), на міжнародному симпозиумі "Биологические механизмы старения" (Харків, 1994 г.), Національному конгресі геронтологів і геріатрів Украіни ( Київ, 1994 г.), на науковій конференції молодих вчених біологічного факультету і НДІ біології (Харків, 1993, 1994, 1995 p.).

Пубдікаціі. За матеріалами дисертації опубліковано 10 робіт, в тому числі 5 статей.

Обсяг х структура дисертаційної роботи. Дисертація викладена на 138 сторінках друкарського тексту, включає 6 таблиць, 16 малюнків і складається з вступу, огляду літератури, опису матеріалів і методів дослідження,викладення одержаних даних і їх обговорення, закінчення, висновків і списку цитованої літератури (231 джерела). . ,

МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ Досліди проводили на щурах лінії Вістар 1-, 3~, 12- і

24- місячного віку, утримуваних на стандартному раціоні віварію. •

■ Активність інгібітора визначали на щурах місячного віку Після часткової гепатектомГї CHiggins G. М., Andersen R. М. , 19313.

• При вивченні вікових особливостей впливу кейлонів на проліферацію і вікової динаміки чутливості клітин печінки і

нирок до дії інгібітора одночасно досліджували всі вікові групи інтактних і піддослідних тварин. Інгібітори виділяли в печінки і нирок методом Verly в один і той же час доби - о 9 годині ранку, коли його активність найвита t Verly W. G., 1973]. Методи дослідження біологічної активності кейлонів засновані на їх здатності пригнічувати синтез ДНК і мітози.

Для дослідження впливу G-1 кейлонів на рівень питомої радіоактивності ДНК фракцію, пр вміщує кейлон, вводили піддослідним щурам у дозі 16 мг на 100 г маси тіла тварини за В годин до сакріфації (тобто до настання піку синтезу ДНК),а вплив G-2 кейлонів на рівень мітотичної активності у клітин печінки- за 4 години до сакріфації в такій же дозі.

Для контролю рівня ДНК в клітинах печінки і нирок усім піддослідним тваринам за годину до сакріфації вводили Н-ті-мідін в дозі 2 МБк/ 100 г маси тіла. Кількість ДНК визначали методом Тангаузера і Шмідта в модифікації СТ рудо любов а И.Г. , 1977]. Питому радіоактивність ДНК виражали в імп/хв/мг ДНК.

Для отримання мічених кейлонів тваринам вводили С-біл-ковий гідролізат хлорели в дозі 20 МЕк на 100 г маси тіла тварини.Експозиціі в кейлонами складали від кількох годин до кількох Діб.

Фракційний склад, кількість окремих компонентів нейлон гв, виділених з печінки, визначали за допомогою електрофорезу в ІІААГ і гель-фільтраціею на колонці з сефадексом G-75 [Остерман JL А-, 1981; 1985].

При визначенні тканинної локалізації кейлонів використовували мічену С фракцію, шр містить кейлон, з високою питомою активністю, яку вводили одномісячним щурам внутрішньочеревинно в дозі 45 мг на 100 г маси тіла тварини. Після цього через 1Б, ЗО, 60 хвилин і 3, 6, 12 годин в

крові, печінці, легенях, серці і селезінці тварин визначали вміст С-кейлонів СОзрина Р. Д. , 1979]. Одержані результати виражали в імп/мл сировини чи в імп/г тканини.

Для вивчення механізму дії кейлонів використовували метод визначення включення мічених попередників в б і ліси ядер, І РНК.Ядра виділяли згідно [Schneider V. C. .Hogeboom G. Н. ,19513. Білки ядер розділяли екстракцією [Збарский И. Б., 1967]. Рибосоми виділяли методом [Клеменс U. ,1987]. Питому радіоактивність гістонів і негістонових білків виражали в імп/мг білка.

Дію кейлонів при багаторазових введеннях досліджували

- 7 - .

на одномісячних тваринах, яким на протязі 7 діб дьі'іі (о а і 20 годинах) вводил)! кеЯлони по 15 иг на 100 г маси тіла.

Результати обробляли методом варіаційної статистики аа допомогою критерій Стьюдента.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ I IX ОБГОВОРЕННЯ Характеристика фрашці кейлпнів на різних етапах онтогенезу. Дослідження аа допомогою електрофорезу в ПААГ виділеної нами а печінки інтактних шурів фракції, шр містить нейлон, показали, ир вона представлена білками з різною молекулярною масою. Еони розподіляються за допомогою диск-електрофорезу в ПААГ на 9- 10 компонентів з молекулярною масою від 17 до 100 КДа, ир узгоджується з даними інших авторів С Окулов В. Б., Кетлинский С. А. , 1975]. Наш показано, що

кількість елекрофоретичних зон, їх рухливість в ПААГ не за-ЛЄЛііТЬ ВІД ЗіКУ ПІДДОСЛІДНИХ ТВарпН. .

Подальша фракцівзакня на колонці з сефадексом G-75 дозволило розділити її на 4 компонента, означені як I, Iа, II, III. Відомо, шр сама низькомолекулярною фракцією III визначається кайсігльніЕиЛ'пригнічувальшіД ефект кейлонів СКетлинский С. А., Парфенова Е. В. , 19813. Кількісні дослідження

ціеі фракції у тварин різних вікових груп показали, що а віком вона збільшувалася, досягаючи найвищого рівня у старих ’ тварин (3,7 X, 5,5 Z, 6,2 X, 11,2 X вмісту у тваріга 1-, 3-, 12- і 24-місячного віку відповідно).

З літературних даних відомо, що регенерація супроводжується появою стимуляторів клітинного ділення [Бала Ю. М. , 19343. Однсзначюго уявлення про механізм діі і взаємодії стіїмудяторів і інгібіторів як в процесах онтогенезу, так і при регенерації, немає.

Дослідження, проведені наш для вивчення складу (гетерогенності) кейлонів, виділених з печінки, що регенеруе, дозволили встановити, ер гетерогенність їх білкових компонентів, починаючи з 12 годин і до 28 діб,не змінюється, якир оцінювати її аа числом наявних вон. Певне, визначальними в процесі відновлення маси печінки е якісні зміни факторів регуляції проліферації клітин.

Вивчення активності інгібіторів проліфераціі на різній етапах онтогенезу _і_ на різних експериментальних моделях. '

Стан кейлонноі системи при старінні тканин шіпчениП не-

достатньо.

Оскільки вікова динаміка чутливості клітин до кейлонів невідома, нами на моделі печінки, що регенерує,була вивчена чутливість клітин до кейлонів на різних етапах онтогенезу

щурів-

Попередньо була проведена робота по з'ясуванню часу максимального синтезу ДНК в печінці гепатектомованих тварин рівних вікових груп. Одержані результати показали, що швидкість включення'мічених попередників у ДНК досягає максимуму у статевонезрілих (1 міс) і молодих (3 міс) шурів на 24-у годину, а у дорослих (12 міс) і старих (24 міс)-на 26-у годину після частково і гепатектомі ї.

Показником чутливості клітин до кейлонів у наступній серії експериментів стало визначення питомої радіоактивності ДНК після внутрішіьочеревшшого введення кейлонів тваринам рівного віку. Результати, одержані нами, показали високий ступінь інгібіції питомої радіоактивності ДНК у тварин 1,3 і 12-МІС. віку (67,2 +2,2%; 76,243,8%; 84,6+3,4%), У тварин в віці 24 міс. ступінь інгібіції питомої радіоактивності ДНК значно нижчий у порівнянні а тваринами більш молодого віку (56,2+8,4%).

На підтвердження цих результатів свідчать дані, отримані нами при введенні кейлонів, виділених у одномісячних тва-рии, старим (£4 міс) і навпаки. Виявилося, що кєіїлони з печінки одномісячних щурів пригнічують синтез ДНК в печінці 24-міс. щурів на 67,6 %, в той час як при вворотній моделі досліду (нейлони із печінки старих тварин вводили одномісячним) пригнічувальний ефект складав лише ЗО X. Інгібітори,виділені з печінки 1 і 12-місачних шурів, проявлять на синтез ДНК в клітинах печінки старих тварин однакову дію (див. схему).

Схема. Пригнічувальна дія кейлонів, що виділені в печінки

Тварини, на яких тестувалася активність кейлонів (місяці)

щурів різного віку, на інтенсивність проліферації

Групи тварин, з яких виділено кейлон (місяці)

1

12

24

57,5 7. 56,1 7. В2,7 7. 30,2 7.

- з -

На Сазі цих даних в підстави вробити висновок про те, вір чутливість іслітпн печінки старих тварин до пригнічувалмюї дії нейлону зменшується, а також знижується активність самих кейлонів з віком. Найменший ефект пригнічення проліферації у 24-міс. щурів може обумовлюватися як віковою зміною пригнічу-вально'і активності кейлонів, так і віковою зміною популяції гепатоцитів, які можуть мати різну чутливість до кейлонів.

З даних літератури відомо, шр під час регенерації спостерігається тимчасове зникнення як чутливості клітин-ці-лей до дії інгібіторів, так і їх біологічної активності.

Проведене нами еивчєння функціональної активності кейлонів, виділених з печінки, яка регенеруе, дозволяє зробити висновок, шр кейлонна активність при регенерації органа не зникає цілком, хоч дещо зменшується у порівнянні з активністю кейлонів інтактної печінки. '

Можна припустити, шр в тканинах з викликаною проліферацією частка клітин, яка синтезує інгібітор, зменшена.

Аналізуючи ці твердження, важливо зупинитися на впливі гормонального статусу організму на дію кейлонів. Відомо, шр глюкокортикоїди пригнічують ділення клітин СЕпифанова О. И. , 1965]. .

В ряді досліджень показано також, шр свій ефект кейлони реалізують шляхом взаємодії а 'гормонами CBullough W. S. , Laurence Е. В. ,19683. Зокрема, встановлено, що адреналін і гідрокортизон в значній мірі підсилюють вплив печінкового і ниркового кейлонів [Chopra D. Р. , 1973; Мамонтов С. Г. , 1982] ; для прояву дії кейлона печінки велику роль відіграє певний рівень гормонів кори наднирників у крові СНикитин В. Н. , Блок Н.Н. ,1980].

Приймаючи до уваги результати цих робіт, ми дослідили окремий і сукупний вплив гідрокортизону і кейлонів на проліферацію клітин печінки на моделі викликаної проліферації.

Еиявилося, шр сукупна дія гормону і кейлонів справляє значно більший ефект пригнічення проліферації, ніж їх окрема дія. '

Цей факт доводить, що гормони модулюють реалізацію біологічного ефекту кейлонів. Враховуючи, шр з віком змінюється гормональний статус організму СНикитин В. Н. , 1977], логічно

- 10 -■ -припустити, шр це до деякої міри Суде впливати на дію кей-лонів, і ідам можна пояснити виявлені Нами вікові особливості дії цих сполук.

Можна думати, що вікова зміна популяції гепатоцитів і зміна гормонального статусу організму складають вплив на дію кейлонів, шр проявляється в зниженні чутливості ДО ЇХ діі ге-патоцитів 24- місячних щурів.

Оскільки клітини рівних тканин маить різну вдатність до проліферації, логічно припустити, шр й кейлонна регуляція проліферації в різних тканинах має свою специфіку.

Проведене нами вивчення динаміки синтезу ДНК в клітинах гіпертрофованої нирки (після односторонньої нефректомії) показало, що при відновленні маси нирки включення мічених попередників в ДНК починається через 18 годин після операції, їй 32-у годину цей показник виходить на плато і до 52-ої години після операції практично залишається на цьому рівні, на відміну від печінки, де чітко простежується утворення ПІКІВ синтезу ДНК у тварин всіх вікових груп.

Вікова характеристика активності кейлонів різна для тварин різного віку. В той час, як у печінці кейлони пригнічували питому радіоактивність ДНК у одномісячних тварин на 82 %, то в нирках цих щурів вони не впливали на синтез ДНК, і лише а 3. місячного віку вони пригнічували реплікацію (мал. 1).

Мал. 1 Вплив кейлонів нирок щурів на питому радіоактивність ДНК у тварин різного віку (імп. хІООО/хв. мг ДНК).

інтактні тварини ¥/%- тварини э односторонньою нефректомією и- дія кейлонів на пит. РА ДНК після односторонньої нефректомії в разі Р<0,05 по-

_ _ І Вік, міс. рівняно з контролем.

Отже встановлено, щр з віком відбувається зниження і чутливості тканин-цілей до пригнічувальної дії кейлонів, і

активності самих кейлонів, виділених з інтактної печінки.

Активність кейлонів, виділених в печінки, яка регенерує, була нижчою у порівнянні в активністю їх в інтактної печінки. Гідрокортизон підсилював пригнічувальиий ефект кейлонів на проліферацію клітин печінки. Вікова характеристика

- їх -

активності нейлонів різна для різних тканин.

Вивчення можливих механізмів ау_ нейлонів.

Аналіз даних літератури про функціональну роль нейлонів показує, кр максимальний ефект пригнічення проліферації нейлонами виявляється через 2-8 годин після їх введення в організм СГоманов Ю. А. та ін. 1984].Однак наші дослідження показують також, щр пригнічення проліферації нейлонами, хоч дещо і в меншій мірі, проявляється і через 23 години після введення нейлонів (вводили через годину після ЧГЕ). Важливо, пр на тлі дії нейлонів відсутній пін синтезу ДІЖ, властивий 5-періоду клітинного циклу контрольного варіанту. Есе це може свідчити про те, щр фракція, яка вміщує нейлони, призводить до асинхронності проходження гепатоцитами печінки, шр регенерує, 5-періоду клітинного циклу,з одного боку,і про те, шр дія нейлонів не така короткочасна, як вказують деякі автори. При стимуляції нового клітинного циіслу відбувається зняття кейлонного блоку.

При визначенні тканинного розподілу ін’єкованої експериментальним тваринам фракції, шр містить Мічений нейлон,нами встановлено, щр радіоактивна мітка виявляється в основному в печінці (де вона залишається на протязі всього досліду,аж до 12 годин) і сироватці крові,в той час, як селезінка, легені і серце не зв'язували мічені молекули інгібіторз. Ці дані вказують на тканинну специфічність дії нейлонів і підтверджують результати про їх тривалу дію.

Таким чином, на основі наших досліджень на моделі індукованої проліферації печінки частковою гепатектоміею, правомірно зробити висновок про тривалу дів нейлонів (не менш, як 12-23 години) а максимальним ефектом активності через В годин після одноразового введення в організм.

Маючи на увазі факт тривалого Г'г,'кту нейлонів у клітині, можна зробити висновок, щр по-перше, нейлони діють на проходження 5-періоду клітинного циклу опосередковано через інші метаболічні ланки, зокрема синтез білків хроматину (гістони, негістонсві білки), які синтезуються до початку синтезу ДНК СБожков А. И. та ін., 1930], по-друге - зберігаючи свою активність доволі довго, нейлони можуть діяти як інгібітори клітинної проліферації і в момент настання 5-періоду клітинного циклу,тебто вони діють безпосередньо на синтез ДНК.

Проведені нами дослідження впливу фракції, шр містить

- 12 - ' кейлон, на питому радіоактивність, гісхонів і непстонових білків хроматину показали, шр швидкість синтезу цих хромосо-мальних білків здійснюється а тією ж інтенсивністю, як і в контролі. Ці результати дозволяють вважати щр кейлони реалізують свою дію не на рівні зміни процесів біогенезу хроматину, а безпосередньо, діючи на рівень реплікативних процесів.

Таким чином, на підставі цієї серії дослідів можна зробити висновок, шр кейлони печінки після одноразового введення в організм зв'язуються з гепатоцитами, де вони утримуються не менше 12 годин. Кейлони не впливають на синтез білків хроматину, а їх дія в клітині реалізується безпосередньо на рівні синтезу ДНК (знижу? питому радіоактивність ДНК в 3-4 рази після одноразового введення). Максимальна активність нейлонів печінки проявляється при введенні їх за 8 годин до настання 5-г.еріоду клітинного циклу, але вона зберігається високою на протязі 23 годин до настання піку синтезу ДНК після ЧРЕ.

При одноразовому введенні нейлонів не можна аробити висновок про те, чи вони здійснюють тимчасову затримку синтезу ДНК, чи їх дія призводить до тривалого пригнічення проліферації. Відповідь на це питання має принципове значення для дослідження механізмів дії кейлонів. У зв'язку з цим ми дослідили вплив багаторазового введення нейлонів на динаміку синтезу ДНК в ході відновлення каси печінки після часткової гепатектомії.

Проведені дослідження Показали, що величина питомоі радіоактивності ДНК в контрольній печінці, шр регенерує, зменшувалася з 1 до 7 діб в 10 разів (мад. 2).

Шл. 2. Дія багаторазового введення кейлонів на питому І радіоактивність ДНК в клітинах печінки щурів

20

18

16

в

б

4

2

і

І

ш

(імп. х 1000 хв. мг ДНК).

ГТ регенеруюча печінка Е2- дія" альбуміна на пит. РА ДНК Ш- дія кейлонів на

пит. РА ДНК *- в разі Р<0,05 по-—ірівняно з контролем

7

Час, доби після ЧГЕ

- 13 -

Встановлено, що багаторазове введення кейлонів (двічі на добу, о 8-й і о 20-ft годині) не приводить до підсилення пригнічення синтезу ДНК Навпаки, на 7-й тиждень після часткової гепатектоми, коли практично завершується процес відновлення маси печінки у контролі, на тлі дії кейлонів спостерігається навіть деяке збільшення питомої радіоактивності ДНК печінки гардо контролю. Отже, навіть при дворазових щоденних введеннях кейлонів пригнічення питомої радіоактивності ДНК проявлялося лише в першій пік синтезу ДІЖ, а в подальшому гепатоцити виявлялися нечутливими до дії кейлонів.

Таким чином, ппведені дослідженім дозволили прийти до висновку, шр основи-* маса кейлонів, введених в організм, зв’язується в печінці, де вони утримуються не менше 12 годин. Кейлони асинхронно затримують проходження гепатоцитами S-періоду клітинного циклу, що приводить до "згладжування" піку синтезу ДНК в цьому періоді. Зняття кейлонного блоку, очевидно, здійснюється при новій індукції клітинного циклу. Дія кейлонів направлена на окрему популяцій гепагоцитів і характеризується тривалим виключенням їх з циклу, шр очевидно, призводить до входження в цикл нової популяції гепато-цитів, резистентної до дії кесонів.

ВИСНОВКИ

1. Фракція, щр містить кейлони( виділена спиртовим осадженням), гетерогенна за складом І представлена 9-10 білковими компонентами з молекулярними масами від 17000 до 100000 Да. Кількість електрофоретичних зон в полі акр ілам і дно му гелі залишається незмінною в онтогенезі, індукція проліферації клітин печінки частковий гепатектомією не приводить до зміни електрофоретичної характеристики кейлонів печінки.

2. Кількість низькомолекулярної фракції кейлонів (17КДа,яким властива найбільша пригнічувальна активність щрдо проліферації), виділеної хроматографією на сефздексі, збільшується з віком тварин під 3,7 7. у 1-місячних до 11,2 7. у 24- місячних щурів.

3. Максимум синтезу ДНК у 1- І 3-місячних щурів наступає раніше (24 годгаш після ЧГЕ), ніж у 12- и 24-місячних (28 годин після ЧГЕ), щр свідчить про те, щр на ранніх етапах онтогенезу клітинний цикл відбувається швидше. Чутливість гепатоцитів до кейлонів у старих (24-місячяих) щурів була

НИЖЧОЮ, НІЖ У ІЛОЛОДіїХ І ДОрОСІІі'л ТБНрїїН ПрИ ОЦІНЦІ 11 по

впливу кейлонів на швидкість синтезу ДНК гепатоцитів. Активність кейлонів ашмувалася з 3 до 24-шсячного віку иурів. Активність кейлонів, ВИД І де них а печінки, шр регене-руе, була нижчою, ні* тих, шр виділені а інтактної печінки.

4. Спільне введення фракці ї, щр мііітиіь кейлон, і гідрокортизону підсилює ефект пригнічення проліферації клітіш кейдо-iiai.ni.

5. Вікова характеристика активності фракції, яка містить, кейлон, різна для різних тканин. В той час,як у.печінці найлони пригнічували питому радіоактивність ДНК у 1-місячних тварин на 82 X, то в нирках вони не пригнічували синтезу ДНК В цьому віці, і лише, починаючи 8 тримісячного віку, вони ригнічували реплікацію.

6. Кейлони печінки специфічно зв'язуються а клітинами печінки і утримуються там не менше 12 годин, шр свідчить про їх пряму специфічну дію на клітину-ціль.

7. Максимальна пригнічувальнз активність кейлонів на проліферацію клітин печінки виявлялася через 4-8 годин після їх одноразового введення в орган іам, однак їх активність вберігалася на високому рівні достатньо (не менше, як 23 години). Після багаторазових введень фракції, щр містить кейлон, гепатоцити втрачали чутливість до дії цих інгібіторів.

8. Кгйаонкие впливали на швидкість синтезу гістонів і негістонових білків, а діяли безпосередньо на синтез ДНК.

ПУБЛІКАЦІЇ ГО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ' ■

1. Шнцева Е. А. , Шэвцова Н. Я , Малышев А. Б. , Никитин В. Я

Динамика пролиферации клеток почек крыс и влияние на нее эндогенных ингибиторов // Еюлл. экспер. биол. и шд. М.: Медицина, 1933. - (15. - С. 523-525. ■

2. Шевцова М. Я. , Шенцева Е. А., Клшенко А. И., Малышев А. Б. Активность ингибиторов пролиферации Є-2 клеток печени белых крыс в онтогенезе и при воздействии гидрокортизона // Проблемы старения и долголетия. - Киев: Наук, думка, 1933. - Т.З, N1. - С. 24-29.

3. Божков А. И. , Шэнцева Е. А. , Шгвцова ¡1Д , Мальцев А. Б. ,

А Т4 Ті Т Я ГГ г Т ▼ » ~Ч Г Л ГТІ *\ті| ТТ*"» ТТТМ^ —

ГЬЛЛу «. *1» и»ЫЛ1ЛХШ~ ЛСШіиЛ^иДС^Ліаиіргі .и>1 ІіС'іСП*! псі

хождение 5 - периода клеточного цикла в регенерирупцей печени // Биохимия. - 1935. - Т. 60, вып. 4. - С. 620-627.

- 16 -

4. iA У. Shsvtzcva, А. В. Мяі узїі$v, E. A. ShentZ3V3,

Л. 1. Eczhkcv.A. 1. Klimenko. The activity cf proliferation inhibitor 3-І liver colls or albino rats of different age under conditions of regeneration and growth- retarding diet H School of Fundamental Medicine Journal. - Харьков: Иэд-во Основа, 1995. - N1. - С.

б. Божков А. И., Е. А. Шзнцэвз, М. Я. Шевцова, Л.В. Мзлшев,

М. К. Асадова, член-кор. АН Украины А. И. Белоус. Кейланы влияют на степень синхронности прохождения S-периода клеточного цикла гепатоцитами регенерирующая печени // Докл. аісад. наук Украины. - Серия Б. - 1994. - N0. - С. 123-130.

6. Малышев А. Б., Шгвцава М. Я , Шанцева Е. А. Активность ингибиторов пролиферации в клетках нормальной и регенерирующей печени в онтогенезе // Биологические механизмы старения: Тез. докл. - Харьков, 1994. - С. 100. '

Shenzceva Н. A. Age peculiarities of chalone regulation of liver cell proliferation.

The thesis on competition for scientific degree of candidate of biological science on speciality 03.00.13 - Human find animal physiology. Kharkov State University, Kharkov, 199Б.

10 scientific works, which contain the theoretical and experimental investigations of state of chalone system in ageing aspect are defending.

It was shown that quantitative (increasing of lowmolecular fraction of chalones that had most pronounced effect) and qualitative changes took place in onthogenesis, the inhibitory activity decreased as in normal liver as. in regenerating one. Susceptibility of hepatooytes to chalone action also decrease with age. Simultaneous injection of hydrocortisone intensifies the inhibitory effect of chalones. Age system of chalone .regulation has particular tissue feature: сЬлІопсз inhibit the incorporation of label into liver DNA on 1 month old animal, but they inhibit synthesis of kidney DNA only from 3 month old age. tt was shown activity ltver chalones may preserve at high level for a long tin», at least 23 hours. It was revealed that after injection of chalones into organism they quickly connected with liver cells and kept there at' least IE hours. The most pronounced effect of chalones was observed after their singular injection into

orsanism. Multiple subsequent injection of chalones into organism is accompanied by loss of susceptibily of hepatooytes to their inhibitors. •

Шанцева E. А. Возрастные особенности кейлонной регуляции пролиферации клеток печени крыс.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.13 - Физиология человека и животных. Харьковский госуштеерсктэт, Харьков, 1995. Защищается 10 научных работ, которые содержат теоретические и экспериментальные исследования состояния кейдонной системы в возрастном аспекте. ■

Показано, что в процессе онтогенеза происходят как количественные (увеличивается низкомолекулярная фракция кейло-нов, обладающая наиболее выраженным ингибиторный эйектом), так и качественные изменения, снижается их активность как в интактной, так и в регенерирующей печени. Чувствительность гепатоцитов к действии кейлонов также снижается с возрастом. Совместное введение кейлонов и гидрокортизона усиливает инги Сирующий эффэкт кейлонов. Возрастная система кейлонной регуляции имеет выраженную тканевую особенность: если' в печени

кейлоны подавляли удельную радиоактивность ДНК,начиная с 1месячного возраста животных, то в почках они ингибируют сингаз ДНК тшко с 3-месячного возраста. Пжазано, что активность кейлонов печени может сохраняться на высоком уровне достаточно долго, не менее 23 ч., обнаружено, ЧТО' после введения кейлонов в органиам они быстро связываются с клетками печени и удерлшваются гам не менее 12ч. Наиболее выраженный эффект действия кейлонов наблюдается при их однократном введении в организм. Многократное последовательное введение кейлонов в организм сопровождается потерей чувствительности гепатоцитов к этому ингибитору.

Ключові слова: кейдони, регенерація, проліферація,

інгібітор, мітотичний цикл (ВД), часткова гепатектомія (ЧГЕ), гелатоцит, нирка, питома радіоактивність (ПР), онтогенез.

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Шенцева, Елена Александровна, Харьков

61: <39~ ¿¡¡бкЯ-Ь

ХАРЬКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи ШЕНЦЕВА Елена Александровна Ф

ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КЕЙЛОННОЙ РЕГУЛЯЦИИ ПРОЛИФЕРАЦИИ

КЛЕТОК ПЕЧЕНИ КРЫС.

03.00.13.- Физиология человека и животных.

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук

президиум ВАК

..V - ;^кие от

• выдать диплом К А? IДИДАТ/ •

..... ____ нау5;

I {Начальник упрда мия ВАК Росск~

Научный руководитель доктор биол. наук профессор А.И. Клименко

Харьков - 1995

о _ - л

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

Список принятых сокращений.............................. 4

ВВЕДЕНИЕ................................................ 5

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.....................................

1.1. Регуляция пролиферации клеток ................... 12

1.2. Факторы, регулирующие пролиферацию клеток....... 21

1.3. Возможные механизмы действия кейлонов........... 32

1.4. Возрастные особенности регуляции пролиферации ... 36

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ...................... 42

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ...........................

3.1. Характеристика фракции кейлонов на разных

этапах онтогенеза............................... 51

Заключение к главе 3.1........................... 80

3.2. Активность ингибиторов пролиферации на разных этапах онтогенеза и на различных экспериментальных моделях ..................................... 61

3.2.1. Активность кейлонной фракции на разных этапах онтогенеза ........................ 61

3.2.2. Влияние гидрокортизона на активность кейлонов ................................. 69

3.2.3. Действие кейлонов почки на интенсивность компенсаторной гипертрофии после односторонней нефроэктомии у животных разных возрастных групп ......................... 75

Заключение к главе 3.2........................... 81

3.3. Исследование механизмов действия кейлонов ........ 82

3.3.1. Исследование продолжительности действия кейлонов ................................. 83

3.3.2. Тканевая локализация кейлонов после их внутрибрюшинного введения ................ 89

3.3.3. Влияние кейлонов на удельную радиоактивность гистонов и негистоновых белков ядер печени................................... 90

3.3.4. Влияние кейлонсодержащей фракции при ее многократных введениях на удельную радиоактивность ДНК регенерирующей печени ..... 94

Заключение к главе 3.3...........................102

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.....................................ЮЗ

ВЫВОДЫ .............................................111

ЛИТЕРАТУРА......................................112

- 4 -

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

МИ - митотический индекс

МЦ - митотический цикл

ЧГЭ - частичная гепатэктомия

НГБ - негистоновые белки

ГБ - гистоновые белки

Уд.РА. - удельная радиоактивность

-5 -ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время вопросы регуляции размножения клеток занимают одно из центральных мест в биологии. Пролиферация является важнейшей стороной жизнедеятельности и развития организмов и ее нарушения лежат в основе возникновения многих патологических процессов. Поэтому выяснение механизмов регуляции клеточной пролиферации и, тем более, умение целенаправленно изменять их, несомненно, является актуальной проблемой биологии как в научном, так и в прикладном аспектах.

Феномен старения на клеточном уровне проявляется в выходе стареющих клеток из пролиферативного цикла в состояние, сходное с состоянием покоя. Подобно покоящимся клеткам, стареющие клетки характеризуются пониженной матричной активностью хроматина [443, накоплением липидов [143, изменением активности лизосомальных ферментов, снижением способности клеток к репликации ДНК [453.

Поддержание определенного соотношения масс органов и тканей в период развития и на протяжении жизни высших организмов свидетельствует о существовании тонкой и быстродействующей системы регуляции деления клеток. Нарушение или изменение в механизмах, ответственных за поддержание клеточного гомеостаза, лежит в основе многих патологических состояний, включая злокачественный рост. Один из подходов к анализу причин возникновения этой группы явлений может состоять в изучении возрастной динамики факторов, регулирующих клеточную пролиферацию. К ним можно отнести как ингибиторы, так и стимуляторы клеточного деления.

Одним из хорошо изученных примеров контролируемого размножения клеток является регенерирующая печень млекопитающих, на примере которой показано существование гомеостатического контро-

ля клеточной пролиферации. Уже через сутки после повреждения в популяции оставшихся гепатоцитов возникает волна клеточных делений и утраченная ткань быстро восстанавливается. Если у крыс удалить 2/3 печени, то оставшаяся часть регенерирует до исходной массы за 10-14 дней [1003.

Единого мнения о природе сигналов, заставляющих гепатоциты перейти из состояния покоя в митотический цикл, а после восстановления массы органа вновь вернуться в состояние покоя, пока нет.

Регуляция пролиферации клеток у эукариот осуществляется разнообразными факторами, среди которых присутствуют как индукторы, так и ингибиторы деления. Соотношение между индукторами и ингибиторами является важным фактором, регулирующим пролиферацию. Из печени было выделено множество ингибиторов пролиферации [156, 1953. Так, Н. Onda и J.Yoshikava [1963 разработали теорию, согласно которой в каждой клетке синтезируется специфический супрессор митоза, причем в печени этот белок 1-кислый протеид. Из клеток печени и из сыворотки крови были выделены также и стимуляторы пролиферации [105, 1953. Механизм их действия пока неизвестен. По-видимому, имеется две возможности: во-первых, стимуляторы могут инактивировать ингибиторы; во-вторых, они могут оказывать непосредственное воздействие на гепатоциты, запуская таким образом механизм, снижающий внутриклеточную концентрацию активных ингибиторов.

Как в составе данной ткани, так и вне ее встречается множество смешанных разновидностей регуляторов этих двух основных типов. Например, вне ткани обнаружены фактор роста фибробластов, фактор роста эпидермиса, эритропоэтин и др.[144, 159, 1753.

Таким образом, клеточное равновесие в тканях взрослого ор-

ганизма поддерживается как ингибиторами, действующими по механизму обратной связи, так и индукторами С122, 220].

Химические вещества, ингибирующие пролиферацию клеток, находят применение в онкологической практике. Однако, большинство из них - токсичные вещества, вызывающие гибель не только трансформированных клеток но, как следствие, нежелательные побочные эффекты.

В последние годы большое внимание уделяется эндогенным специфическим ингибиторам клеточного деления естественного происхождения в качестве возможных регуляторов клеточной пролиферации Е154, 160, 198, 2063. Большое значение в регуляции пролиферации имеют при онкогенезе внутритканевые ингибиторы, в частности, кейлоны [148, 1983.

Однако, закономерности кейлонной регуляции и ее взаимоотношения с остальными элементами общей системы контроля деления клеток остаются не исследованными. Кейлонная система регуляции является важным звеном регуляции клеточного гомеостаза тканей, обеспечивая внутритканевой контроль над процессами размножения клеток [35].

Таким образом, функциональная активность тканей контролируется благодаря согласованной деятельности регуляторных механизмов гомеостаза на собственно тканевом (в том числе кейлоны), межтканевом (генотропные активаторы) и организменном уровнях (эндокринная, иммунологическая, нервная регуляции).

Кроме поддержания подвижного равновесия фунциональной активности, тканевой гомеостаз обеспечивает в организме и сохранение общей массы клеток, а следовательно, и соотношение между числом делящихся, дифференцированных и гибнущих клеток. Изучение этих закономерностей составляет важнейшую задачу современной би-

ологии.

Вопросы регуляции клеточной пролиферации на разных этапах онтогенеза животных изучены недостаточно.

Учитывая важную роль кейлонной регуляции в возрастном' становлении пролиферации клеток и возможность использования факторов роста в медицинской практике, значительный интерес представляет исследование возрастной активности кейлонов печени, чувствительности к ним кяеток - мишеней и механизмов их действия на процессы деления клеток.

Цель и задачи исследования. Целью работы было исследование фракционного состава кейлонов печени, их количественной характеристики и биологической активности, чувствительности к ним клеток на разных этапах онтогенеза, на различных экспериментальных моделях, а также исследование возможных механизмов их действия на модели индуцированной пролиферации клеток печени крыс разного возраста.

В конкретные задачи исследования входило:

1. Исследовать фракционный состав кейлонов печени животных разного возраста.

2. Исследовать содержание отдельных фракций кейлонов в печени на разных этапах онтогенеза.

3. Исследовать активность кейлонсодержащей фракции печени и почек и чувствительности к ним клеток на разных этапах онтогенеза.

4. Исследовать влияние гидрокортизона на активность кейлонов.

5. Исследовать тканевую локализацию и время действия кейлонов при внутрибрюшинном введении их в организм.

6. Исследовать действие кейлонов на интенсивность пролиферации клеток печени на модели регенерирующей печени при однократных и многократных последовательных введениях кейлонов в организм.

Научная новизна. Впервые осуществлена возрастная качественная и количественная характеристика кейлонов печени как регуляторов пролиферации клеток. Показано, что в процессе онтогенеза присходят как количественные (увеличивается низкомолекулярная фракция кейлонов М.м. 17 КДа), так и качественные изменения, снижается их активность как в интактной, так и в регенерирующей печени.Чувствительность гепатоцитов к действию кейлонов также снижается с возрастом. Активность кейлонов может модифицироваться разнообразными клеточными метаболитами и, прежде всего, гормональным статусом организма, т.е. кейлоны входят в систему возрастной регуляции пролиферации. Возрастная система кейлонной регуляции имеет выраженную тканевую особенность , по крайней мере, для печени и почек.

Показано, что активность кейлонов печени не столь кратковре-менна, как считалось ранее, а может сохраняться на высоком уровне достаточно долго, не менее 23 часов.

Обнаружено, что после внутрибрюшинного введения кейлонов в организм они связываются с клетками печени и удерживаются там не менее 12 часов.

Наиболее выраженный ингибирующий эффект кейлонов наблюдается при их однократном введении в организм. Кейлоны не влияют на синтез белков хроматина, а действуют непосредственно на уровень репликации.

Многократное последовательное введение кейлонов в организм сопровождается потерей чувствительности гепатоцитов к

этому ингибитору.

»

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Кейлонная система онтогенетической регуляции пролифера -ции характеризуется выраженной тканевой специфичностью.

2.Активность кейлонов и чувствительность гепатоцитов к их действию имеет возрастную специфику.

3.Йнгибирующая активность кейлонов сохраняется не менее 23 часов после их однократного введения в организм.

4.Многократные, последовательные введения кейлонов в организм сопровождаются потерей чувствительности гепатоцитов к ним.

Научно-практическое значение работы. Выполненная работа является важным этапом в исследовании системы кейлонной регуляции пролиферации клеток, которая имеет общебиологическое значение, а также в понимании возрастной регуляции клеточных делений.

Исследованная кейлонсодержащая фракция может быть использована в качестве одного из компонентов комплексного препарата для решения вопросов, связанных с нарушением клеточной пролиферации при различных патологиях.

Полученная кейлонсодержащая фракция используется в качестве тканевого биохимического препарата, ингибирующего пролиферацию клеток, в научных исследованиях.

Результаты работы используются в учебном процессе в курсе лекций "молекулярная биология" к "Биотехнология".

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на симпозиуме " Продолжительность жизни.* механизмы, прогнозы, пути увеличения" (Киев, 1991 г.), на международном симпозиуме "Биологические механизмы старения" (Харьков, 1994 г.), Нащональному

конгресс геронтолог!в 1 гер!атр1в Укра1ни (Киев, 1994г.), на на» учных конференциях молодых ученых биологического факультета и НИИ биологии (Харьков, 1993, 1994, 1995 гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 5 статей.

Объем и стуктура диссертационной работы. Диссертация изложена на 138 страницах машинописного текста, содержит б таблиц, 16 рисунков и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, изложения полученных результатов и их обсуждения, заключения, выводов и списка цитируемой литературы (231 наименование).

- 12 -1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Регуляция пролиферации клеток

Постоянство клеточного состава большинства тканей поддерживается в течение всего онтогенеза различными системами организма: нервной, эндокринной, иммунной. Однако, за исключением эндокринной, эти системы способны модулировать пролиферативный режим тканей лишь неспецифически. О существовании местных рост-регулирующих факторов свидетельствуют колебания скорости обновления клеток, наблюдаемые даже в пределах одной ткани [35].

В обычных условиях все ткани взрослого организма характеризуются постоянством клеточного состава, которое обеспечивается равновесием между убылью клеток, связанной с их естественным старением и смертью, и приростом клеточной массы, осуществляемым путем митотического деления способных к этому клеток. Для поддержания такого равновесия требуется связь между дифференцированными и пролиферирующими клетками, входящими в состав данной ткани [34].

В обновляющихся тканях (или клеточных системах) клетки отличатся друг от друга по своим пролиферативным свойствам.

W.S. Bui lough и T.Rytomaa [1391 клетки ткани делят на 4 группы: размножающиеся клетки, незрелые клетки, зрелые клетки и необратимо дифференцированные клетки, находящиеся на пути к естественной гибели. Клетки 2 и 3 групп способны к делению только при определенных условиях.

Ю. А. Романовым и В.И. Прилуцким [85] для описания роста клеточной системы была предложена трехкомпонентная модель, согласно которой клеточная система состоит из пролиферационного пула, ку-

да входят клетки, не потерявшие способность делиться, и баллотирующегося пула, клетки которого могут перейти либо в пролифера-тивный пул с вероятностью "р", либо в фиксированный пул с вероятность "1-р". Из этой модели следует, что основным параметром, определяющим состояние клеточной системы и ее компонентов, является вероятность перехода "р". Главные события, которые могут изменить уровень пролиферации, должны происходить в баллотирующемся пуле клеток.

Пролиферативные клетки, в отсутствие тормозящих влияний, способны не только сохранять размер своего пула, но и увеличить его. Это приводит к неограниченному росту системы. Этому препятствует то, что определенная часть клеток переходит в баллотирующийся пул. А от поведения баллотирующихся клеток зависит уменьшение или увеличение пролиферативного пула и фиксированного пула, клетки которого не делятся, но обеспечивают функцию ткани. Если последняя вероятность достигнет предельной величины, то через некоторый период времени,равный длительности жизни клеток ткани, клеточная система прекратит свое существование. Следовательно, взаимосвязь между пролиферативным и фиксированным пулами клеток должна включать отрицательную обратную связь химической или физической природы [85].

В последние годы вероятностные модели регуляции клеточной пролиферации получили широкое распространение. Наиболее известной из них является модель, предложенная I.A. Smith и L. Martin [216]. Согласно зтой модели, в клеточном цикле выделяются два существенно различающихся состояния клеток:

фаза А - в которую переходят клетки после митоза; в этом состоянии клетки могут находиться в течение любого времени;

фаза Б - клетки, находящиеся в ней, готовятся к делению;

Фаза Б соответствует митотическому циклу (G1 - S - G2 - M). Переход клеток из фазы А в фазу Б является случайным, происходит с определенной вероятностью Р, которая не зависит от времени нахождения клеток в фазе А и, следовательно, является постоянной. Рост популяции зависит от Р, продолжительности фазы Б и уровня клеточных потерь; изменение Р является основным способом его регуляции.

Сопоставляя модель J.A. Smith и L. Martin с трехкомпонент-ной моделью [853, необходимо отметить отсутствие пула неспособных к пролиферации клеток, т.е. альтернативной к выходу клеток в фазу Б в любой момент времени является возможность остаться в фазе А, тогда как в трехкомпонентной модели такой альтернативой является выход клеток в фиксированный пул. Модель J.A. Smith и L. Martin не описывает клеточные системы in vivo, для которых является обязательным наличие фиксированного пула.

Кроме того, двухкомпонентные вероятностные модели были