Автореферат и диссертация по медицине (14.01.30) на тему:ЭКСПРЕССИЯ ГОРМОНОВ В ИММУНОКОМПЕТЕНТНЫХ КЛЕТКАХ РАЗЛИЧНЫХ ОРГАНОВ ПРИ ВОЗРАСТНОЙ ИНВОЛЮЦИИ

ДИССЕРТАЦИЯ
ЭКСПРЕССИЯ ГОРМОНОВ В ИММУНОКОМПЕТЕНТНЫХ КЛЕТКАХ РАЗЛИЧНЫХ ОРГАНОВ ПРИ ВОЗРАСТНОЙ ИНВОЛЮЦИИ - диссертация, тема по медицине
АВТОРЕФЕРАТ
ЭКСПРЕССИЯ ГОРМОНОВ В ИММУНОКОМПЕТЕНТНЫХ КЛЕТКАХ РАЗЛИЧНЫХ ОРГАНОВ ПРИ ВОЗРАСТНОЙ ИНВОЛЮЦИИ - тема автореферата по медицине
Абдулрагимов, Руслан Исраилович Санкт-Петербург 2013 г.
Ученая степень
кандидата медицинских наук
ВАК РФ
14.01.30
 
 

Автореферат диссертации по медицине на тему ЭКСПРЕССИЯ ГОРМОНОВ В ИММУНОКОМПЕТЕНТНЫХ КЛЕТКАХ РАЗЛИЧНЫХ ОРГАНОВ ПРИ ВОЗРАСТНОЙ ИНВОЛЮЦИИ

На правах рукописи

005531263

АБДУЛРАГИМОВ Руслан Исраилович

ЭКСПРЕССИЯ ГОРМОНОВ В ИММУНОКОМПЕТЕНТНЫХ КЛЕТКАХ РАЗЛИЧНЫХ ОРГАНОВ ПРИ ВОЗРАСТНОЙ

ИНВОЛЮЦИИ

14.01.30 — геронтология и гериатрия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

- 4 И ЮЛ 2013

Санкт-Петербург - 2013

005531263

Работа выполнена в отделе клеточной биологии и патологии Санкт-Петербургского института биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН

Научные руководители:

заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор Кветной Игорь Моисеевич доктор биологических наук Полякова Виктория Олеговна

Официальные оппоненты;

Аничков Николай Мильевич, заслуженный деятель науки РФ, член-корреспондент РАМН, доктор медицинских наук, профессор, государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И.Мечникова» Министерства по здравоохранению и социальному развитию» РФ, заведующий кафедрой патологической анатомии.

Прощаев Кирилл Иванович, доктор медицинских наук, профессор, ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет» Министерства образования и науки РФ профессор кафедры внутренних болезней № 2 медицинского факультета.

Ведущая организация:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования «Институт повышения квалификации» Федерального медико-биологического агентства России (ФГБОУ ДПО ИПК ФМБА России).

Защита диссертации состоится «08» июля 2013 г. в 12.00 часов на заседании диссертационного совета Д 601.001.01 при Санкт-Петербургском институте биорегуляции и геронтологии по адресу: 197110, Россия, Санкт-Петербург, пр. Динамо, д. 3.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Санкт-Петербургского института биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН {197110, Россия, Санкт-Петербург, пр. Динамо, д. 3). Автореферат разослан «07» июня 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор биологических наук, профессор

Л.С. Козина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Старение является гетерогенным процессом, проявляющимся на тканевом, клеточном и молекулярном уровнях организации живого. Одной из важнейших причин возрастного нарушения гомеостаза организма является снижение функциональной активности клеток регуляторных систем организма - нервной, иммунной и эндокринной [Пальцев М.А., Кветной И.М., 2006; Пальцев М.А. и соавт., 2011; Khavinson V. Kh. et al., 2011с].

В последние годы внимание исследователей различного профиля концентрируется на одном из необычных феноменов: многие неэндокринные клетки в живом организме способны продуцировать гормоны [Kvetnoy I.M., et al., 2000]. Для нейронов и некоторых иммунокомпетентных клеток такая способность была продемонстрирована ранее [Härtung Н.Р. et al.,1986; Inagaki S., Kito S., 1986], сегодня этот список пополняют тучные клетки, лимфоциты, эозинофильные лейкоциты, эндотелиальные клетки, эпителиальные клетки тимуса и многие другие иммунокомпетентные клетки, резидентно расположенные в различных органах. Спектр гормональных веществ, продуцируемых ими, чрезвычайно широк: серотонин, мелатонин, гистамин, эндорфины, эндотелины, матрилизин, натрийуретический пептид, вазоактивный интестинальный пептид, тимозины, соматостатин, пролактин, адренокортикотропный гормон и другие [Reiter R.J. et al., 2010; 2011].

Наряду с общебиологическим значением, не менее важными являются также онкологические аспекты феномена выявления гормонов в неэндокринных иммунокомпетентных клетках и изучение этих процессов при радиационном старении.

Большинство физиологически активных веществ, выявленных в клетках иммунной системы, обладают биологическими эффектами, свидетельствующими об их непосредственном участии в регуляции процессов деления, размножения и дифференцировки (серотонин, мелатонин, гистамин, катехоламины, соматостатин, эндорфины и др.). Некоторые гормоны (серотонин, мелатонин, гистамин и др.) обладают геропротекторными свойствами. Кроме того, практически все пептидные гормоны и биогенные амины являются химическими звеньями патогенеза нарушений, возникающих при ускоренном старении и развитии в организме злокачественных новообразований.

Согласно проведенным исследованиям, неопластический процесс, ассоциированный с возрастом, влияет на морфофункциональное состояние гормонпродуцирующих клеток, а физиологически активные вещества, продуцируемые этими клетками, принимают участие в эндогенных механизмах опухолевого роста. Предполагается, что сочетанное применение иммуностимуляторов с дополнительной гормональной стимуляцией иммунных механизмов даст весомое преимущество при комбинированных схемах иммунотерапии рака [Berczi I. et al., 1998].

В Санкт-Петербургском институте биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН был разработан ряд коротких пептидов (КП), важнейшими из которых являются иммуномодулятор вилон и пептид, регулирующий функции пинеальной железы (эпифиза) - эпиталон [Ашбнпоу Ышушбоп V. КЬ.,

2010; КЬаутэоп У.КЬ., е1 а1„ 2011а; 2011с].

Исследование их влияния на гормонпродуцирующую функцию иммунных клеток представляется перспективным с точки зрения оценки механизма их биологической активности и перспектив клинического применения.

Однако необходимо подчеркнуть, что установленные факты во многом носят предварительный характер, они получены в процессе выполнения исследований, не имевших таких задач в качестве первоочередных, поэтому не являются систематизированными и ставят ряд важных вопросов, решение которых необходимо для всесторонней оценки геронтологического и общебиологического значения выявленного феномена.

Цель и задачи исследования Целью диссертационного исследования явилось изучение экспрессии гормонов в резидентных иммунокомпетентных клетках, расположенных в различных органах, и оценка этого феномена в механизмах радиационного старения.

Для достижения указанной цели были поставлены и последовательно решены следующие задачи:

1) верифицировать экспрессию гормонов (серотонина, соматостатина и р-эндорфина) эпителиальными и лимфоидными клетками тимуса и лимфоцитами периферической крови;

2) изучить экспрессию гормонов неэндокриными клетками тимуса, селезенки и кишечника при радиационном старении и действии геропротекторных пептидов - вилона и эпиталона;

3) сравнить выраженность радиационного старения тимуса в условиях нарушения функций надпочечников (ингибирование стероидогенеза мелатонином) и без воздействия мелатонина;

4) оценить гормонпродуцирующую способность тучных клеток кишечника и тимуса в условиях индуцированного старения;

5) оценить гормонпродуцирующие функции неэндокринных клеток в экспериментальной опухоли (асцитной карциноме Эрлиха) у животных;

6) оценить значение экспрессии гормона в иммунокомпетентных клетках в патогенезе радиационного старения.

Научная новизна работы В работе впервые изучена гормонпродуцирующая способность клеток органов иммунной системы в норме и при ускоренном старении, а также показана возможность синтеза гормонов иммунными клетками микроокружения опухоли и непосредственно опухолевыми клетками.

В тимусе человека впервые зарегистрирована положительная иммуногистохимическая реакция на серотонин и соматостатин в эпителиальных клетках, формирующих тельца Гассаля.

Установлено, что в предшественниках Т-лимфоцитов секретируются серотонин и мелатонин, в незрелых кортикальных тимоцитах- серотонин, а в зрелых медуллярных клетках - серотонин и Р-эндорфин. Локализация гормонов в лимфоцитах и эпителиальных клетках тимуса подтверждает существование двусторонней связи между эндокринной и иммунной системами.

Впервые получены данные о снижении функциональной активности тучных клеток слизистой оболочки кишечника и тимуса в модели радиационного старения. Установлено, что вилон активирует синтез биогенных аминов в энтерохромафинных и тучных клетках, усиливает пролиферативную активность тимоцитов и повышает пролиферативный потенциал стволовых клеток в кишечнике, тем самым способствуя восстановлению гормонпродуцирующей функции жизненно важных органов при ускоренном старении.

В работе впервые показано, что ультраструктурные изменения в клетках тимуса, вызванные ускоренным старением, нивелируются при ингибировании стероидогенеза мелатонином, а увеличение количества ретикулоэпителиальных клеток указывает на активизацию гормонпродуцирующей функции тимуса.

Полученные результаты свидетельствуют, что развитие функциональной патологии и дисгормональной супрессии неэндокринных клеток при радиационном старении определяется не только их прямым повреждением, но и опосредованным влиянием гормонов коры надпочечников и других биологически активных веществ.

Впервые установлено, что в асцитной карциноме Эрлиха в эозинофильных лейкоцитах экспрессируются серотонин и мелатонин. При изучении неэндокринных клеток в этой опухоли среди микроокружения раковых клеток впервые идентифицирован особый тип тучных клеток с выраженной экспрессией серотонина. Эти клетки дифференцируются в зонах спонтанной гипоксии и могут влиять на скорость канцерогенеза, ассоциированного со старением.

На основании полученных данных впервые сформулировано положение, указывающее на важную роль гормонпродуцирующей способности клеток иммунной системы в механизмах старения.

Практическая значимость работы

Верификация экспрессии ряда гормонов в клетках иммунной системы позволяет выяснить вклад их гормонпродуцирующей функции в механизмы ускоренного старения и возрастной инволюции органов и тканей. Тот факт, что, гормональная функция не является специфической и присуща практически всем типам клеток в организме, является важным для эффективного поиска таргетных мишеней лекарственных препаратов, в том числе КП, так как позволяет учитывать новые аспекты их биологической активности и участие в межклеточных сигнальных взаимодействиях при старении организма.

Например, иммунокомпетентные гормонпродуцирующие клетки могут служить мишенью для таргетной терапии при применении геропротекторного пептида вилона, что позволяет расширить показания для его применения в геронтологии и иммунологии.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту

1) В ряде неэндокринных клеток иммунной системы и желудочно-кишечного тракта впервые выявлен синтез различных гормонов и других биологически активных веществ, участвующих в регуляции гомеостаза;

2) Выявлена линейная положительная корреляция между экспрессией гормонов в иммунных клетках тимуса человека и способностью этих клеток к пролиферации. В иммунных клетках тимуса, находящихся на различных этапах дифференцировки, экспрессируются серотонин, мелатонин, Р-эндорфин и соматостатин;

3) В модели ускоренного старения, индуцированного радиацией, синтез гормонов в тучных и энтерохромафинных клетках снижается, что может играть важную роль в нарушении гомеостаза при старении организма;

4) Вилон стимулирует гормональную активность неэндокринных клеток тимуса и кишечника в модели радиационного старения;

5) Возрастная дисфункция неэндокринных клеток может быть связана с нарушением стероидогенеза, так как установлено, что при ингибировании функции надпочечников признаки индуцированного радиацией старения тимуса нивелируются;

6) В иммунных клетках, составляющих микроокружение опухоли, а также непосредственно в раковых клетках верифицирована экспрессия серотонина, что может быть связано с возможностью регуляции роста новообразований при воздействии на неэндокринные гормонпродуцирующие клетки.

7) Возможность синтеза гормонов и биогенных аминов неэндокринными клетками играет важную роль в механизме поддержания гомеостаза при естественном и ускоренном старении. Кроме того, такие клетки могут являться мишенью для действия геропротекторных веществ, например, вилона.

Апробация работы

Основные результаты и положения диссертационной работы доложены и обсуждены на V научно-практической геронтологической конференции с международным участием «Пушковские чтения» (Санкт-Петербург, 2009); XVII Российского национального конгресса «Человек и лекарство» (Москва, 2010); VII международной конференции «Молекулярная медицина и биобезопасность» (Москва, 2010); «Геронтологичесие чтения - 2010» (Белгород, 2010); XV Международной научно-практической конференции «Пожилой больной. Качество жизни» (Москва, 2010); Международной научно-практической конференции «Ускоренное старение: механизмы, диагностика, профилактика» (Киев, 2012).

Реализация результатов исследования

Материал диссертации отражен в главах в книге «Введение в молекулярную диагностику» (М., Медицина, 2010), рекомендованной экспертным советом ММА им. И.М. Сеченова в качестве учебного пособия для системы вузовского и последипломного медицинского образования. Результаты работы используются в научной, педагогической и практической деятельности Санкт-Петербургского института биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН, НИИ акушерства и гинекологии им. Д.О. Отта СЗО РАМН, Белгородского государственного национального исследовательского университета.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 17 работ, из них 5 -статей в журналах, включенных в Перечень ВАК Минобрнауки РФ, 2 статьи в других изданиях, 2 главы в руководстве и 8 тезисов докладов.

Связь с научно-исследовательской работой института Диссертационная работа является научной темой, выполняемой по основному плану НИР Санкт-Петербургского института биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН.

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, 5 глав, обсуждения, выводов, практических рекомендаций и указателя литературы. Текст диссертации изложен на 111 страницах, содержит 9 таблиц, иллюстрирован 7 рисунками. Список литературы содержит 142 источника, из них отечественных - 33, зарубежных — 109.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Характеристика исследуемого материала

Исследования иммунокомпетентных клеток человека выполнены на образцах тимуса детей, полученных при операциях по поводу врожденных пороков сердца в Институте кардиохирургии РАМН, на субпопуляциях тимоцитов и эпителиальных клетках тимуса линии VTEC2.H/S (Институт иммунологии МЗ РФ), на лимфоцитах периферической крови человека, а также на тимусе, селезенке и проксимальном отделе двенадцатиперстной кишки крыс в модели радиационного старения и на асцитной карциноме Эрлиха у старых мышей.

Тимоциты выделяли из фрагментов тимуса эмбрионов человека 20-недельного срока развития и разделяли на субпопуляции с использованием иммунных наборов для позитивной селекции CD4 и CD8 с добавлением магнитных «микрошариков» ("Dynal"). Лимфоциты выделяли из венозной крови доноров центрифугированием над слоем фиколла-верографина.

Моделирование ускоренного старения

Моделирование ускоренного старения проводили на 6 группах самцов белых крыс Вистар массой 90-100 г. 30 животных подвергали однократно общему у-облучению в дозе 6 Гр на кобальтовом аппарате ГУБ 20000 при мощности дозы 200 рад/мин. После облучения 12 крысам РП не вводили, 12 и 6 крысам вводили вилон (Lys-Glu) и эпиталон (Ala-Glu-Asp-Gly) в разовой дозе 5 мкг/кг. Контрольную группу составили 6 необлученных крыс, еще 6 необлученным крысам вводили вилон или эпиталон в том же режиме, что и облученным животным. Органы (тимус, селезенку и проксимальный отдел двенадцатиперстной кишки) выделяли под нембуталовым наркозом через 3 сут после окончания введения препаратов и на 8 сут после у-облучения.

В эксперименте по ингибированию синтеза глюкокортикоидных гормонов использовали 30 самцов линии Вистар массой 180 - 200 г. Животные были разделены на четыре группы: 1 - интактные; 2 - облученные; 3 - облученные крысы, которым вводили метопирон (Ciba); 4) облученные крысы после введения метопирона, которым вводили мелатонин (Sigma). Гамма-облучение выполнено на аппарате ЛУЧ-1. Животные получали ежедневную дозу 1,25 Гр в течение 5 дней. Метопирон вводили в дозе 100 мг/кг однократно через 48 часов после облучения. Мелатонин вводили подкожно в течение двух недель от начала облучения в дозе 10 мг на 100 г массы тела животного.

Методика культивирования асцитной карциномы Эрлиха Культивирование асцитной карциномы Эрлиха (АКЭ) выполнено на мышах-самцах гибридах (CBAxC57B16)Fi в возрасте 18 месяцев, массой тела 45-55 г.

Штамм АКЭ был получен в группе опухолевых штаммов РОНЦ им. H.H. Блохина РАМН. Для поддержания опухоли суспензию клеток АКЭ в стерильных условиях вводили внутрибрюшинно мышам по ЗхЮ7 живых клеток, а затем образовавшуюся опухоли перевивали экспериментальным животным. Суспензию опухолевых клеток для культивирования готовили путем разведения полученной асцитической жидкости в 10 мл среды 199. Культивирование клеток АКЭ осуществляли in vivo в диффузионных камерах, помещаемых в брюшную полость сингенных мышей - реципиентов. Мышей-реципиентов предварительно облучали гамма-лучами на аппарате "Gammacell" в дозе 5 Гр за 24 ч до имплантации им диффузионных камер. Животных - реципиентов умерщвляли через 5-7 сут культивирования, камеры с опухолью извлекали из брюшной полости и подсчитывали число выросших колоний.

Гистологические и цитологические методы Кусочки органов (тимус, селезенка, двенадцатиперстная кишка) объемом 1 см3 фиксировали в течение 24 часов кислой жидкостью Буэна. Тканевые блоки обезвоживали с помощью автоматической станции проводки материала Leica ТР1020 и заключали в Paraplast Plus (Kendall). Парафиновые срезы толщиной 3-5 мкм помещали на предметные стекла, покрытые пленкой из поли^-лизина (Sigma). Полутонкие срезы толщиной 1 мкм и

ультратонкие срезы ~ 70 нм готовились на ультрамикротоме ЬКВ-7А (ЬКВ, Швеция).

Общую гистологию органов изучали на срезах, окрашенных гематоксилином и эозином. Функциональную активность клеток тимуса изучали методом избирательной импрегнации ядрышковых организаторов:

Определение числа апоптотических клеток АКЭ проводили на препаратах, импрегнированных по методу Мозера. Тучные клетки селективно окрашивали 1% раствором толуидинового синего (Р1ика) в 0,5 М НС1 при рН 0,5.

Для цитологических исследований асцитическую жидкость центрифугировали при 1500 об/мин. Надосадочную жидкость сливали, а из осадка делали мазок на тонкие предметные стекла для светооптических исследований. Для светооптического исследования препараты окрашивали гематоксилином и эозином, азур-эозином по Гимза и по методу Севки для выявления биогенных аминов, а также аргирофильным методом Гримелиуса для выявления структур ядер. Цитологические мазки также подвергали иммуноцитохимическому исследованию с целью идентификации в клетках биогенных аминов и пептидных гормонов.

Иммуноцито- и иммуногистохимическое исследование

Иммуногистохимическое выявление антигенов на гистологических срезах и в цитологических мазках выполнено согласно основным требованиям для иммунопероксидазных методов при изучении гормональной функции клеток.

Для иммуноцитохимического исследования взвеси иммунных клеток их предварительно фиксировали в смеси 4% формальдегида и 0,1% глутарового альдегида на фосфатно-солевом буфере (рН=7,4) в течение 3-5 минут и затем путем последовательного центрифугирования - ресуспензирования отмывали в этом же растворе. После удаления фиксирующей смеси к суспензии добавляли 0,03% Тритон Х-100 на 20 мин при 4°С для пермеабилизации клеточных мембран. Затем клетки отмывали буферным раствором 2 раза по 3 мин и готовили стандартные мазки на предметных стеклах.

Для иммуноцитохимического исследования мазков асцитной карциномы Эрлиха клетки фиксировали ацетоном в течение 3-5 минут и затем высушивали на воздухе. После фиксации и высушивания мазки промывали в трех сменах фосфатно-солевого буфера (рН=7,3) по 5 минут. Процедура иммуноокрашивания с применением моноклональных антител к серотонину, мелатонину, гистамину, соматостатину и Р-эндорфину (все КоуосаБйа, 1:100) осуществлялась по схеме согласно коммерческим протоколам.

Для иммуноокрашивания пролиферирующих клеток на гистологических срезах использовали мышиные моноклональные антитела к РСЫА при разведении 1:50 (клон РС10, Са1ЫосЬет) и авидин-биотин-пероксидазный набор для выявления мышиных иммуноглобулинов (Уес1аз1ат). Гормонпродуцирующие клетки выявляли с помощью антител к гистамину, серотонину, Р-эндорфину, соматостатину, гастрину, глюкагону, инсулину, кальцитонину и соответствующих иммуноокрашивающих наборов.

Иммуноглобулин (^-содержащие клетки идентифицировали набором для выявления крысиных иммуноглобулинов (BioGenex).

Электронная микроскопия и морфометрический метод Ультратонкие срезы, контрастированные уранилацетатом и цитратом свинца, изучали в электронном микроскопе JEM-1 OOS (JEOL, Япония). Для ультраструктурного анализа были отсняты целые клетки и их фрагменты при первичных увеличениях на экране микроскопа от х2100 до х14000.

Для верификации эндокринных гранул на ультраструктурном уровне использовали метод уранафинной реакции. Для этого осадок клеток фиксировали 3% глутаровым альдегидом на 0,1 М какодилатном буфере (pH 7,2) в течение 90 минут. После фиксации кусочки измельчали на блоки размером около 1 мм и промывали 3 раза в 0,9% растворе хлорида натрия, каждая промывка по 15 мин. Промытые блоки ткани помещали в 4% водный раствор уранилацетата (рН=3,9) на 18 ч при 4°С. После промывки в 3 сменах 0,9% раствора хлорида натрия, исследуемые объекты обезвоживали в спиртах и заключали в эпон. В электронном микроскопе изучали ультратонкие срезы без дополнительного контрастирования клеток.

Морфометрическую оценку данных, полученных методом иммуногистохимии, выполняли на световом микроскопе Olimpus СХ41 с микрофотосъемкой на цифровую камеру Nikon Coolpix 4500.

Индекс апоптоза (1Ап) и митотический индекс (1мит) определяли по стандартной методике при иммерсионном увеличении микроскопа при подсчете не менее 3000 ядер клеток. Пролиферативный показатель по PCNA (Ipcna) определяли как отношение количественной плотности PCNA-позитивных ядер (Npcna) к количественной плотности ядер клеток (Njiok), окрашенных гематоксилином. Количественную плотность определяли по числу сечений ядер на 1 мм2 площади среза.

Статистическая обработка результатов Статистическую обработку результатов исследования проводили по стандартным программам для персональных компьютеров. Использовали специализированные пакеты прикладных программ для медико-биологических исследований ("Statistica-5.0" и "Microsoft Excell"), обеспечивающих выполнение общепринятых матсматико-статистических методов (расчет параметров вариации признаков, t-критерий Стьюдента для зависимых равновеликих и независимых разновеликих выборок).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Гормональная функция неэндокринных клеток тимуса

Исследование гормональной функции неэндокринных клеток тимуса человека

На препаратах, окрашенных гематоксилин-эозином, насыщенность корковой зоны тимуса по ядрам составляет 41014 ± 462 клетки на мм2 площади среза - для детей в возрасте 6 мес.; 41948 ± 1147 - для возрастной

группы 1,2 года и 43137 ± 762 - для группы 2,4 года. Основная популяция пролиферирующих клеток в тимусе детей располагается в слое коркового вещества с тенденцией концентрироваться в периферической зоне долек.

В мозговой зоне определяется достаточно высокая количественная плотность клеток: 32262 ± 1423 для детей в возрасте 6 мес; 34835 ±911- для возрастной группы 1,2 года и 33667 ± 490 - для группы 2,4 года, однако реакцию на РСЫА и циклин А дают единичные ядра (табл. 1).

Таблица 1

Показатели пролиферативной активности в корковом и мозговом веществе тимуса детей по иммуноокрашиванию РСКА и циклина А

Возрастная группа Корковая зона Мозговое вещество

Индекс PCNA Индекс циклина А Индекс PCNA Индекс циклина А

М ± m группа 6 мес 20,8 ± 0,9 12,7 ± 0,6 8,1 ± 0,3 1,8 ±0,1

М ± m группа 1,2 лет 30,3 ± 1,3* 16,3 ±0,6* 5,3 ± 0,8* 1,1 ±0,06*

М ± m группа 2,4 лет 39,1 ± 1,2*" 16,8 ±0,6* 4,3 ± 0,6* 0,87 ±0,03*"

* -р <0,05 по сравнению с группой 6 мес.,

# -р <0,05 по сравнению с группой 1,2 лет.

Установлена положительная связь (г = +0,8; р<0,05) между экспрессией РСКА и циклина А в ядрах тимоцитов коркового вещества (рис. 1А) и отрицательной корреляции (г = -0,9; р<0,01) между индексами пролиферации в корковом и мозговом веществе вилочковой железы (рис. 1Б). Кроме того, получены сведения о корреляционных связях между экспрессией серотонина и соматостатина в эпителиальных клетках телец Гассаля и пролиферативной активностью тимоцитов человека по РСЫА (рис. 1В,Г). Наиболее ярко экспрессия серотонина и соматостатина верифицируется в эпителиальных клетках тимуса, формирующих тельца Гассаля (табл. 2).

Таким образом, прослеживается отчетливая тенденция к усилению с возрастом экспрессии серотонина в эпителиальных клетках, рост пролиферативной активности тимоцитов в корковом веществе, снижение индексов пролиферации в мозговом веществе, а также последовательное снижение в постнатальном онтогенезе выработки эпителиальными клетками соматостатина.

и

Индекс PC NA (KB)

Рис. 1. Корреляционные связи между пролиферативной активностью тимоцитов (РСЫА) и экспрессией циклина А, а также содержанием серотонина и соматостатина в эпителиальных клетках телец Гассаля. КВ -корковое вещество; ОП - оптическая плотность иммуногистохимической реакции; ТГ - тельца Гассаля.

Таблица 2

Содержание серотонина и соматостатина в эпителиальных клетках телец _Гассаля в тимусе детей_

Возрастная группа серотонин соматостатин

Объемная плотность Оптическая плотность Объемная плотность Оптическая плотность

М ± m группа 6 мес 0,204 ±0,015 0,142 ± 0,0,12 0,106 ±0,027 0,104 ±0,003

М ± m группа 1,2 лет 0,254 ± 0,049 0,196 ± 0,021* 0,080 ± 0,028 0,081 ±0,002*

М ± m группа 2,4 лет 0,288 ±0,016 0,214 ± 0,012* 0,079 ± 0,029 0,064 ±0,006*"

* -р <0,05 по сравнению с группой 6 мес.,

# -р <0,05 по сравнению с группой 1,2 лет.

Исследование гормональной функции неэндокринных клеток тимуса в культуре

При электронно-микроскопическом исследовании культуры эпителиальных клеток эмбрионального тимуса человека определяется 3 субпопуляции клеток: располагающиеся по одиночке, образующие кластеры из 3-5 клеток и формирующие органотипический пласт.

Клетки, располагающиеся изолированно друг от друга, имеют округлую форму и сглаженную поверхность. Ядра крупные, занимают большую часть клетки, как правило, имеют правильную форму с неглубокими инвагинациями. Хроматин мелкодисперсный, распределен более или менее равномерно. В ядрах выявляются одно - два хорошо выраженных ядрышка. Основными цитоплазматическими органеллами являются митохондрии и полирибосомы. Среди этой субпопуляции клеток часто выявляются клетки в разных стадиях митоза. По ультраструктурным характеристикам этот тип клеток можно отнести к низкодифференцированным.

На поверхности клеток, формирующих скопления в виде небольших кластеров, появляются цитоплазматические отростки. Относительное содержание цитоплазмы в клетках увеличивается. Перинуклеарно практически во всех клетках определяются элементы пластинчатого комплекса и мелкие гранулы невысокой электронной плотности. В ядрах по периметру внутреннего листка кариолеммы отмечается слабая конденсация хроматина. Размеры и форма ядер варьируют.

Клетки, образующие органотипические пласты, имеют полигональную форму и тесно сцеплены между собой цитоплазматическиеми отростками. В ядрах клеток, входящих в состав симпластов, увеличивается содержание гетерохроматина. В хорошо выраженных ядрышках появляются признаки фибриллярного строения. В цитоплазме увеличивается содержание цистерн зернистого эндоплазматического ретикулума и элементов пластинчатого комплекса, что свидетельствует об усилении секреторной функции этих клеток.

Полученные данные по типированию клеток эмбрионального тимуса человека на ультраструктурном уровне свидетельствуют о формировании гормональной функции ретикулоэпителиоцитов на определенной стадии их дифференцировки в условиях экспрессии адгезионных связей и наличия межклеточных коммуникаций.

В отдельных клетках культуры тимоцитов человека, находящихся на различной стадии дифференцировки, идентифицированы следующие гормоны: в предшественниках Т-лимфоцитов (С04-С08-) содержатся серотонин и мелатонин; в незрелых кортикальных клетках (СБ4+С08+) обнаружен только серотонин, в зрелых медуллярных клетках выявлен серотонин, мелатонин, бета-эндорфин и гистамин; в лимфоцитах периферической крови - серотонин и бета эндорфин.

Гормональная функция иммунных клеток в модели радиационного старения

Гормональная функция иммунных клеток в норме На препаратах тимуса, окрашенных гематоксилином, насыщенность корковой зоны по ядрам составляет более 29000 тимоцитов на мм2 площади среза (табл. 3). Основная популяция клеток с РСКА-позитивными ядрами располагается в корковом веществе. 1рсыа в корковом веществе составляет 26%. В мозговом веществе реакцию на РСЫА дают единичные ядра. При окрашивании толуидиновым синим в прослойках соединительной ткани, разделяющих дольки, визуализируются немногочисленные тучные клетки. Лишь тучные клетки дают отчетливую реакцию на гистамин и серотонин. В корковой зоне тимуса отдельные клетки показывают иммунную реакцию на Р-эндорфин, а в мозговом веществе - на соматостатин.

Таблица 3

Количественные характеристики исследованных параметров в тимусе и

селезенке крыс

Группа животных и условия эксперимента Тимус Селезенка

Ия-гем/мм'1 Ирска/мм2 ірсиа (%) Мтк/ мм2 ^рсыа(лф/ мм2 мм2 И^/мм

1-я (контроль) п=6 29227±857 7518±314 26±1 18±2 8082±79 2217±159 728±44

2-я (введение вилона) п=3 26800±173 9933±1197 » 37±4 22±7 7880±253 2387±711 715±78

3-я (введение эпиталона) п=3 28450±967 7173±535 26±3 24±5 3230±853 * 1168±259 * 567±54

4-я (гамма-облучение) п+=3/12 16982±1079 * 5420±845 * 33±7 44±11 * 3630±276 * 482±30 * 328±34 *

5-я (введение вилона после гамма-облучения) п+=5/12 12846±635 7135±577 55±3 71±18 * 5908±1011 * 1962±691 558±38

6-я (введение эпиталона после гамма-облучения) п+=1/6 16400 6110 37 29 3400 513 412

Примечание. Я-ГЕМ - ядра клеток, окрашенные гематоксилином; ТК -тучные клетки; ЛФ - герминативные центры лимфоидных фолликулов; ЗЭК - зоны экстрамедуллярного кроветворения; ^ - иммуноглобулинпозитивные клетки; п+ - количество крыс, выживших на 8 сутки после гамма облучения, от числа животных, введенных в эксперимент; * - р(Ц)<0.05 по сравнению с контролем; ** - р(Ц)<0.05 по сравнению с 4 группой.

Количественная плотность РСЫА-позитивпых ядер в клетках селезенки составляет более 8000 на мм2. В субкапсулярной зоне и вдоль трабекул располагаются небольшие по размерам очаги миелоидного

кроветворения с высокой интенсивностью иммуноокрашивания РСМД-позитивных ядер (табл. 3). ^-позитивные клетки выявляются практически по всей паренхиме селезенки с концентрацией по периферии маргинальных зон и в виде характерных цепочек вдоль трабекул. Количественная плотность ^-продуцирующих клеток составляет более 700 на мм2 площади среза селезенки. Клеток с иммунной реакцией на гормоны практически не визуализируется. Лишь единичные клетки в зоне периартериальных муфт показали слабую позитивную реакцию на гистамин, серотонин и р-эндорфин.

Высокий индекс РСЫА (44,8%) и митотический индекс (2,9%) в клетках слизистой оболочки кишечника отражают уровень физиологической регенерации эпителия двенадцатиперстной кишки животных 1-й группы (табл. 4). В двенадцатиперстной кишке позитивную реакцию на серотонин дают энтерохромаффинные (ЕС) клетки, локализующиеся в эпителиальном слое крипт и ворсинок, а также часть тучных клеток в собственной пластинке слизистой оболочки. Суммарная объемная плотность клеток с позитивной реакцией на серотонин в криптах составляет 0,64% при количественной плотности ЕС клеток — 162 на мм2 площади слизистой оболочки.

Таблица 4

Количественные характеристики исследованных параметров в

двенадцатиперстной кишке крыс

Группа животных и условия эксперимента 1РСХА(%) 1мит(%) РсеК%) ."V і /ч\Г ОПЕС(усл.ед) > і км\Г

1-я (контроль) 44,8±0,2 2,9±0,1 0,64±0,02 162±4 0,205±0,002 169±23

2-я (введение вилона) 48,2±1,4* 4,4±0.3* 0.67±0.06 146±17 0,193±0.008 163±33

3-я (введение эпиталона) 33,3±4.2* 2,9±0,2 0,57±0,07 136±17 0,182±0,014» 146±19

4-я (гамма-облучение) 46,5±0,7» 4,2±0,4* 0,43±0,08» 130±12* 0,209±0,005 18±2»

5-я (введение вилона после гамма-облучения) 49,8±0,7*;** 4,7±0,1* 0,71 ±0,09 147І18 0,202±0,012 24±3*

6-я (введение эпиталона после гамма-облучения) 19,2 2,5 0,30 65 0,195 14

Примечание. СЕР - серотонин-иммунопозитивные клетки; ЕС -энтерохромаффинные клетки; ТК - тучные клетки; п+ - количество крыс, выживших на 8 сутки после гамма облучения, от числа животных, введенных в эксперимент; *- р(и)<0.05 по сравнению с контролем; ** - р(и)<0.05 по сравнению с 4 группой.

Около 30% тучных клеток, содержащих серотонин, показывают достаточно отчетливую реакцию на гистамин. Тучные клетки в двенадцатиперстной кишке топографически располагаются субэпителиально, а также концентрируются вблизи кровеносных и лимфатических сосудов. В собственной пластинке слизистой двенадцатиперстной кишки единичные клетки дали слабо выраженную реакцию на гастрин.

Гормональная функция неэндокринных иммунных клеток при радиационном старении

В группе облученных животных, не получавшие КП, из 12 животных, введенных в эксперимент, на 8 сутки после гамма-облучения выжило

3 крысы. При этом 6 крыс пали в кишечной фазе лучевой болезни - на 3-5 сутки.

В тимусе выражены атрофические изменения, сходные с признаками естественного старения. Однако, достаточно высокий индекс РСЫА (33 %) и увеличение содержания тучных клеток свидетельствуют о начавшемся периоде пострадиационного восстановления вилочковой железы. В селезенке облученных животных определяется очень низкий уровень пролиферативной активности клеток, как в экстрамедуллярных зонах, так и в редуцированных фолликулах.

Количественная плотность ^-позитивных клеток также снижена более чем в два раза по сравнению с контролем. Пролиферативный показатель по РСКА в криптах кишечника возрастает до 46,5%, а митотический индекс - до 4,2%. Эти данные свидетельствуют, что восстановление эпителиального слоя слизистой оболочки у выживших животных протекает очень быстро, а пул стволовых клеток кишечного эпителия в этот период находится на стадии гиперрегенерации. Содержание тучных клеток в собственной пластинке слизистой оболочки снижено почти в 10 раз. Это соответствует выводам о высокой чувствительности тучных клеток слизистых оболочек к радиационному старению и очень медленном восстановлении их количества даже при воздействии сублетальных доз.

Таким образом, гамма-облучение вызывает подавление иммуногенеза в тимусе и селезенке, что является характерной особенностью снижения функциональной активности иммунной системы у лиц старше 60 лет.

Гормональная функция неэндокринных иммунных клеток при радиационном старении и введении вилона и эпиталона

В группе животных после инъекций вилона наиболее существенные изменения регистрируются по изменению пролиферативной активности клеток в тимусе и двенадцатиперстной кишке.

Дольки вилочковой железы увеличиваются в размере, в основном, за счет коркового слоя. В периферических зонах возрастает интенсивность иммуноокрашивания на РСЫА ядер тимоцитов с формированием характерных микрофолликулярных образований. На фоне снижения суммарной клеточной плотности в корковом веществе, обусловленном увеличением содержания более крупных по размеру лимфобластов и снижением количества зрелых тимоцитов, 1рачА возрастает до 37%. Не исключено, что эти данные отражают влияние вилона на дифференцировку и скорость миграции Т-лимфоцитов из коркового слоя тимуса в мозговое вещество. В двенадцатиперстной кишке увеличение индекса РСЫА в генерационной зоне крипт всего на 3,4% сопровождается увеличением в 1,5 раза числа клеток, вступающих в митоз.

В селезенке крыс, леченых вилоном, пролиферативная активность в лимфоидных фолликулах увеличивается в 1,6 раза, а в экстрамедуллярных зонах кроветворения - в 4 раза. Кроме того, в 1,7 раза возрастает количественная плотность ^-содержащих клеток. После введения вилона

нормализуется гистологический рисунок крипт кишечника облученных животных. При этом индекс РСМА достигает почти 50%, а митотический индекс увеличивается до 4,7%. Количественная плотность ЕС клеток практически достигает уровня контрольных значений.

В группе облученных животных, которым вводили эпиталон, существенных изменений в гистоархитектонике органов на срезах, окрашенных гематоксилином и эозином, не выявлено. При окрашивании препаратов на РСКА визуализируется снижение интенсивности иммунной реакции пролиферирующих клеток в селезенке и кишке.

Таким образом, пептид вилон нивелирует признаки ускоренного старения органов желудочно-кишечного тракта и иммунной системы, повышая пролиферативную активность их клеток, что указывает на его геропротекторное действие.

Гормональная функция клеток тимуса в условиях радиационного старения и ингибирования стероидогенеза

В тимусе животных, подвергнутых ускоренному старению, на 14 сутки после начала облучения отмечалось нарушение тесных межклеточных контактов между тимоцитами, отслоение участков наружной ядерной мембраны, набухание матрикса митохондрий с лизисом крист в этих клетках. Среди тучных клеток встречаются мастоциты с крупными цитоплазматическими вакуолями, в которых содержатся многочисленные секреторные гранулы разной степени электронной плотности, что, по-видимому, является морфологическим выражением различной степени секреции биологически активных продуктов. Иногда секреторные гранулы тучных клеток выявляются в периваскулярном пространстве.

У животных, получавших мелатонин, через 14 суток от начала облучения в корковом веществе долек тимуса наблюдается тесный контакт между тимоцитами. Их ядра имеют правильную форму, хроматин конденсирован по периметру ядра. В ядрах выявляется одно - три плотных крупных ядрышка. Митохондрии умеренной плотности, с хорошо видимыми кристами. Среди скоплений малых лимфоцитов часто встречаются более крупные "активированные" тимоциты, имеющие широкий ободок цитоплазмы, в которой содержится большое количество полисом и митохондрий. Часто встречаются делящиеся тимоциты на разных стадиях митоза.

Ультраструктура ретикулоэпителиальных клеток практически не отличается от структуры клеток контрольных животных. В цитоплазме макрофагов, помимо фагоцитированного материала, обнаруживаются липидные капли. В кровеносных капиллярах эндотелиальные клетки имеют ядра с извилистыми контурами и 1-2 ядрышками. В цитоплазме этих клеток развиты мембраны эндоплазматического ретикулума, содержится большое количество свободных рибосом, пиноцитозных везикул, что свидетельствует о повышении их функциональной активности.

При радиационном старении состояние сосудистого эндотелия не отличается от такового у контрольных животных: базальная мембрана и периваскулярные пространства без признаков разрыхления и отека. Тучные клетки характеризуются содержанием большого числа секреторных гранул, среди которых преобладают крупные гранулы с высокой электронной плотностью.

Ультраструктурные исследования показывают, что ускоренное старение тимуса, вызванные фракционированным гамма-облучением в сублетальных дозах, нивелируются при ингибировании стероидогенеза мелатонином, а увеличение количества ретикулоэпителиальных клеток может указывать на активизацию гормонпродуцирующей функции тимуса. Отмечено также, что на фоне введения мелатонина хорошо сохраняется ультраструктура тучных клеток. Таким образом, мелатонин обладает выраженным геропротекторным действием в отношении вилочковой железы в условиях ее индуцированного старения и нарушения стероидогенеза.

Гормональная функция иммунокомпетентных неэндокринных клеток в асцитной карциноме Эрлиха у старых животных

Данные по иммуноокрашиванию клеток микроокружения опухоли, свидетельствуют о том, что клетки асцитной карциномы Эрлиха (АКЭ) не являются эндокринными.

Таблица 5

Результаты иммуноокрашивания клеток асцитной карциномы Эрлиха и эозинофильных лейкоцитов

Антитела к биогенным аминам и пептидным гормонам Клетки асцитной карциномы Эрлиха Эозинофильные лейкоциты в асците

(3-эндорфин — +- (в единичных клетках)

Гистамин — +- (в единичных клетках)

Мелатонин — + (от 1 до 3% клеток)

Серотонин +- (в единичных клетках) + (от 3 до 5% клеток)

Соматостатин — + (в единичных клетках)

Примечание: — реакция не зафиксирована; +— интенсивность положительной реакции незначительно превышает фон; + интенсивность положительной реакции существенно превышает фон.

В то же время положительная реакция отдельных эозинофильных лейкоцитов на серотонин и мелатонин свидетельствует о возможной гормональной функции этих неэндокринных клеток (табл. 5). Обращает внимание, что наиболее отчетливая реакция эозинофилов на присутствие индолалкиламинов и соматостатина регистрируется в клетках, тесно контактирующих с опухолевыми клетками.

В подкожной клетчатке над опухолью концентрируется значительное количество тучных клеток соединительнотканного типа, которые дают интенсивную положительную реакцию на гистамин. Отдельные тучные клетки также иммуноокрашиваются на серотонин. Диапазон варьирования их количественной плотности составляет от 50 до 130 клеток на 1 мм2 площади среза клетчатки.

Эти клетки интенсивно окрашиваются толуидиновым синим, имеют крупные размеры (Бтк = 90-100 мкм2), многие функционально активизированы и находятся в состоянии дегрануляции с «рассыпанием» зерен. В периферических участках опухоли периваскулярно выявляются единичные клетки с отчетливой, но менее интенсивной (по сравнению с тучными клетками кожи) гистохимической реакцией на толуидиновый синий. Эти клетки относительно небольшие (площадь среза не превышает 30 - 40 мкм2), дают выраженную позитивную иммуногистохимическую реакцию на серотонин, слабую на гистамин и не окрашиваются на иммуноглобулины.

При окрашивании мазков по методу Севки среди популяции опухолевых клеток выявляются клетки с фиолетовым цветом цитоплазмы. Размеры их меньше, чем размеры основных клеток АКЭ. Фиолетовый цвет окраски их по методу Севки свидетельствует о наличии в цитоплазме норадреналина. В мазках АКЭ контрольной группы количество Севки-положительных клеток составляет 11,4 ± 0,36%. Следовательно, АКЭ представляет собой неоднородную популяцию опухолевых клеток, представленную основными опухолевыми клетками и норадреналинсодержащими клетками.

Полученные данные позволяют предположить, что процессы онкогенеза у лиц старших возрастных групп могут сопровождаться синтезом гормонов в опухолевых клетках, что приводит к нарушению локальных межклеточных взаимодействий.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Анализ результатов собственных исследований и многочисленных данных литературы свидетельствует, что гормональная функция не является специфической функцией только нейроэндокринных клеток. Так, в тимусе детей всех изученных возрастных групп зарегистрирована положительная иммуногистохимическая реакция на серотонин и соматостатин в эпителиальных клетках, формирующих тельца Гассаля. Электронно-микроскопическое типирование эпителиальных клеток эмбрионального тимуса человека и выявление в их цитоплазме эндокринных гранул свидетельствует, что гормональная функция эпителия тимуса начинает формироваться на определенной стадии их дифференцировки при соответствующем микроокружении.

Кроме того, в предшественниках Т-лимфоцитов выявлены серотонин и мелатонин, в незрелых кортикальных тимоцитах- серотонин, а в зрелых медуллярных клетках - серотонин и Р-эндорфин. Локализация гормонов в

лимфоцитах и эпителиальных клетках тимуса подтверждает существование двусторонней связи между эндокринной и иммунной системами. Изучение параметров пролиферативной активности лимфоидных клеток тимуса показало наличие достоверной положительной связи между экспрессией РСМА и циклина А в ядрах тимоцитов коркового вещества и отрицательной корреляции между индексами пролиферации в корковом и мозговом веществе вилочковой железы.

Получены данные о снижении функциональной активности тучных клеток слизистой оболочки кишечника и тимуса в модели радиационного старения. Изучено влияние двух пептидных геропротекторов - вилона и эпиталона на эндокринную функцию неэндокринных клеток тимуса, селезенки и двенадцатиперстной кишки крыс в норме и при индуцированном радиацией старении. Установлено, что вилон активирует синтез биогенных аминов в энтерохромаффинных и тучных клетках, усиливает пролиферативную активность тимоцитов и повышает пролиферативный потенциал стволовых клеток в кишечнике, тем самым способствуя восстановлению гормонпродуцирующей функции жизненно важных органов при ускоренном старении.

Результаты исследования предполагают, что восстановление активности тучных клеток и тимоцитов в модели ускоренного старения может быть обусловлено их взаимно индуктивным влиянием. Показано, что эпиталон замедляет обменные процессы в слизистой двенадцатиперстной кишки, снижает функциональную активность неэндокринных клеток и выраженность гемопоэза и лимфопоэза в селезенке.

Установлено, что ультраструктурные изменения в клетках тимуса, вызванные ускоренным старением, нивелируются при ингибировании стероидогенеза мелатонином, а увеличение количества ретикулоэпителиальных клеток указывает на активизацию гормонпродуцирующей функции тимуса. Полученные результаты свидетельствуют, что развитие функциональной патологии и дисгормональной супрессии неэндокринных клеток при радиационном старении определяется не только их прямым повреждением, но и опосредованным влиянием гормонов коры надпочечников и других биологически активных веществ.

В АКЭ (эозинофильные лейкоциты) иммуногистохимически зарегистрирована экспрессия серотонина и мелатонина. При изучении неэндокринных клеток в этой опухоли среди микроокружения раковых клеток иммуногистохимически и электронно-микроскопически идентифицирован особый тип тучных клеток с выраженной экспрессией серотонина.

Таким образом, полученные результаты и многочисленные данные литературы позволяют вполне обоснованно пересмотреть один из фундаментальных постулатов классической эндокринологии -«гормональная функция есть специализированная функция эндокринных клеток, имеющих общее происхождение и сходное строение».

В связи с этим различные гормонпродуцирующие неэндокринные клетки можно рассматривать как неотъемлемое звено и часть универсальной системы контроля и защиты организма, а секретируемые ими гормональные вещества в этом случае - как паракринные сигнальные молекулы для локальной координации межклеточных, межтканевых и межорганных взаимосвязей.

Таким образом, гормональная функция не является специфической функцией некоторых клеток. Ее следует рассматривать как общебиологическую функцию, присущую многим живым клеткам независимо от их развития и основных ролей. Этот факт открывает новые перспективы в выяснении важных механизмов клеточной сигнализации и ее роли для регуляции гомеостаза при старении организма.

В моделях радиационного старения и индуцированного опухолеобразования установлено, что важную роль в механизмах старения играет гормонпродуцирующая способность неэндокринных, в особенности иммунных, клеток, которая может быть восстановлена под действием геропротекторного пептида вилона.

ВЫВОДЫ

1. Проведенные исследования позволили верифицировать экспрессию ряда пептидных гормонов и биогенных аминов в неэндокринных клетках, связанных с иммунной функцией - эпителиальных клетках тимуса, предшественниках Т-лимфоцитов, тучных клетках, эозинофильных лейкоцитах, энтерохромафинных клетках кишечника.

2. В эпителиальных клетках тимуса верифицирована экспрессия серотонина и соматостатина. В предшественниках Т-лимфоцитов выявлены серотонин и мелатонин, в незрелых кортикальных тимоцитах - серотонин, в зрелых медуллярных клетках — серотонин и р-эндорфин. Установлена линейная зависимость между экспрессией гормонов в эпителиальных клетках тимуса, пролиферативной активностью тимоцитов.

3. При радиационном старении гормонпродуцирующая способность тучных клеток кишечника и тимуса и энтерохромафинных клеток кишечника снижается.

4. Вилон активирует синтез биогенных аминов в энтерохромаффинных и тучных клетках тимуса и кишечника, усиливает пролиферативную активность тимоцитов и повышает пролиферативный потенциал стволовых клеток в кишечнике.

5. Признаки радиационного старения тимуса нивелируются при ингибировании стероидогенеза мелатонином. Вероятно, возрастная дисфункция неэндокринных клеток тимуса определяется не только их инволюцией, но и опосредованным влиянием гормонов коры надпочечников.

6. В асцитной карциноме Эрлиха у старых мышей среди микроокружения опухолевых клеток идентифицированы тучные и эозинофильные клетки с выраженной экспрессией серотонина. Эти клетки дифференцируются в зонах спонтанной и индуцированной гипоксии и могут влиять на рост новообразований.

7. Экспрессия гормонов в резидентных иммунокомпетентных клетках различных органов играет важную роль в механизмах старения и является молекулярной мишенью геропротекторного действия пептида вилона.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Установлено, что геропротекторный пептид вилон и мелатонин нивелируют признаки ускоренного старения иммунной системы и желудочно-кишечного тракта, индуцированного гамма-облучением, что позволяет рекомендовать эти биологически активные вещества для дальнейшего изучения в качестве геро- и радиопротекторных средств.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в журналах, включенных в Перечень ВАК Минобрнауки РФ

Возрастная динамика процессов пролиферации и апоптоза кишечного эпителия/В.О. Полякова, H.H. Севостьянова, Р.И. Абдулрагимов, И.М. Кветной//Вестник МАНЭБ. - 2010. - Т. 15, №3. - С. 86-92.

Иммуномодулирующее действие вилона и его аналога в культурах клеток тимуса человека и животных/Н.Н. Севостьянова, Н.С. Линькова, В.О. Полякова, H.A. Червякова, A.B. Костылев, А.О. Дурнова, И.М. Кветной, Р.И. Абдулрагимов, В.Х. Хавинсон/УКлеточные технологии в биологии и медицине. - 2012. - №4. - С. 220-223.

Пептидная регуляция репаративных процессов в органах иммунной системы при ускоренном старении/В.Х. Хавинсон, Н.С. Линькова, И.М. Кветной, В.О. Полякова, A.B. Трофимов, H.H. Севостьянова, Р.И Абдулрагимов//Научные ведомости Белгородского государственно университета. Медицина. Фармация. Геронтология и гериатрия. - 2010-№ 22 (93), Вып. 12/1. - С. 57-61.

Роль сигнальных молекул в старении эпифиза и тимуса человека/Н.С. Линькова, В.О. Полякова, Т.В. Кветная, A.C. Катанугина, A.B. Костылев, Р.И. Абдулрагимов, H.H. Севостьянова//Молекулярная медицина. - 2012. -№5.-С. 41-44.

Севостьянова, H.H. Функциональная морфология клеточного обновления в щитовидной железе при старении/Н.Н. Севостьянова, В.О. Полякова, Р.И. Абдулрагимов//Вестник МАНЭБ. - 2010. - Т. 15, №3. - С. 92-98.

Главы в руководстве

6. Иммуногистохимические маркеры в оценке функционального состояния плаценты/В.О. Полякова, Н.С. Линькова, A.B. Костылев, И.М. Кветной, С.С. Коновалов, А.О. Дурнова, Р.И. Абдулрагимов//В кн.: «Введение в молекулярную диагностику». Том 1. Белки-маркеры в современной клинической диагностике. - Москва «Медицина». - 2010. -С. 318-343.

7. Полякова, В.О. Иммуногистохимические маркеры в диагностике патологии тимуса/В.О. Полякова, Н.С. Линькова, Р.И. Абдулрагимов//В кн.: «Введение в молекулярную диагностику». Том 1. Белки-маркеры в современной клинической диагностике. - Москва «Медицина». - 2010. -С. 216-224.

Статьи в других журналах

8. Инволютивные изменения резидентных клеток тимуса человека при старении/В.О. Полякова, И.М. Кветной, Н.С. Линькова, С.С. Коновалов, H.H. Севостьянова, Р.И. Абдулрагимов//Геронтологический журнал им. В.Ф. Купревича. - 2010.-№ 1,-С. 48-51.

9. Современные представления о нейроиммуноэндокринных механизмах старения/И.М. Кветной, В.О. Полякова, Р.И. Абдулрагимов, H.H. Севостьянова//В сб. трудов I Международной научно-практической конф. «Инновационные технологии управления здоровьем и долголетием человека». - Санкт-Петербург. - 2010. - С. 140-148.

Тезисы докладов

10. Абдулрагимов, Р.И. Экспрессия гормонов в иммунокомпетентных клетках при старении тимуса/Р.И. Абдулрагимов, В.О. Полякова, Н.С. Линькова// Матер. III международной конференции «Геронтологичесие чтения - 2010». в журнале «Геронтологический журнал им. Купревича. - 2010. - № 2. -С. 20-21.

11. Везуген как геропротектор активирующий пролиферацию и дифференцировку тимоцитов/А.В. Трофимов, В.О. Полякова, Н.С. Линькова, H.H. Севостьянова, Р.И. Абдулрагимов//Матер. XV Международной научно-практической конференции «Пожилой больной. Качество жизни» -М., 2010. - С. 84.

12. Молекулярные аспекты ускоренного старения пинеальной железы/ H.H. Севостьянова, Н.С. Линькова, В.О. Полякова, A.B. Костылев, И.М. Кветной, Р.И. Абдулрагимов// Сб. тез. Международной научно-практической конф. «Ускоренное старение: механизмы, диагностика, профилактика». Ж. «Проблемы старения и долголетия», Киев, приложение, - 2012. - Т. 21. -С. 38-39.

13. Молекулярно-клеточные механизмы эмбрионального цитогенеза нейроэндокринных клеток тимуса человека/В.О. Полякова, Р.И. Абдулрагимов, Н.С. Линькова, С.А. Пичугин//Матер. VII международной конф. «Молекулярная медицина и биобезопасность». - Москва. - 2010. -С. 153-154.

14. Нейроиммуноэндокринные взаимодействия в норме и патологии: роль сигнальных молекул в диагностике возраст-ассоциированных заболеваний/ И.М. Кветной, В.О. Полякова, С.С. Коновалов, Т.В. Кветная, О.В. Хейфец, Н.В. Левдик, Р.И. Абдулрагимов, H.H. Севастьянова//Матер. V научно-практической геронтологической конференции с международным участием «Пушковские чтения». - Санкт-Петербург. - 2009. - С. 222-224.

15. Нейроиммуноэндокринные механизмы старения/Р.И. Абдулрагимов, H.H. Севостьянова, О.В. Хейфец, А.О. Дурнова, Н.С. Линькова, В.О. Полякова// Матер. III международной конф. «Геронтологические чтения - 2010». - в журнале «Геронтологический журнал им. Купревича. - 2010. - № 2. -С. 22-23.

16. Паракринная регуляция локального гомеостаза тимуса при его старении/ Н.С. Линькова, A.B. Трофимов, В.О. Полякова, H.H. Севостьянова, Р.И. Абдулрагимов, С.С. Коновалов//Матер. XV Международной научно-практической конференции «Пожилой больной. Качество жизни» - М., 2010. - С. 47-48.

17. Экспрессия мелатонина в пинеальной железе и тимусе: мишень для таргетной терапии возраст-ассоциированной патологии/В.О. Полякова, И.М. Кветной, Т.В. Кветная, H.H. Севостьянова, Р.И. Абдулрагимов, Н.С. Линькова, С.С. Коновалов//Матер. XVII Российского национального конгресса «Человек и лекарство». - Москва. - 2010. - С. 704-705.

АБДУЛРАГИМОВ Руслан Исраилович ЭКСПРЕССИЯ ГОРМОНОВ В ИММУНОКОМПЕТЕНТНЫХ КЛЕТКАХ РАЗЛИЧНЫХ ОРГАНОВ ПРИ ВОЗРАСТНОЙ ИНВОЛЮЦИИ // Автореф. дис. канд. мед. наук: 14.01.30 - СПб., 2013. - 24 с.

Подписано в печать «07»июня 2013. Формат 60*84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 85. Отпечатано с готового оригинал-макета. ЗАО "Принт-Экспресс" 197376, С.-Петербург, ул. Большая Монетная, 5, лит. А

СПИСОК ЦИТИРУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

Пальцев М.А. и соавпи Факторы транскрипции как маркеры диагностики прогноза опухолевых заболеваний // Молекулярная медицина. — 2011. - № 4. — С. 19-23; Пальцев М.А., Кветной И.М. Руководство по нейроиммуноэндокринологии. - М.: Медицина, 2006. - 384 е.; Anisimov V.N., Khavinson V.Kh. Peptide bioregulation of aging: results and prospects // Biogerontology. - 2010. - Vol. 11. - P. 139-149$

Berczi I., Chow D.A., Baral E., Nagy E. Neuroimmunoregulation and cancer (review) // Int J Oncol. - 1998. - Vol. 13, N 5. - P. 1049-1060; Hartung H.P., Wolters K, Toyka К. V. Substance P: binding properties and studies on cellular responses in guinea pig macrophages // J. Immunol.- 1986,- Vol. 136, N 10.- P. 3856-3863; Inagaki S., Kito S. Peptides in the peripheral nervous system // Prog. Brain Res.- 1986.- Vol. 66.- P. 269-316; Khavinson V.Kh., Fedoreeva L.I., Vanyushin B.F. Short Peptides Modulate the Effect of Endonucleases of Wheat Seedling. // Doklady Biochemistry and Biophysics. - 201 la. - Vol. 437. - P. 64-67; Khavinson et al. Morphofunctional Fundamentals for Peptide Regulation of Aging. // Biology Bulletin Reviews. - 2011b. - Vol. 1, N 4. - P. 389-393; Khavinson V. Kh. et al. Peptides Regulate Cortical Thymocytes Differentiation, Proliferation, and Apoptosis// Journal of Amino Acids. - 201 lc. - Vol. 2011. P. 15; Kvetnoy J.M. et al. Claude Bernard was right: hormones may be produced by "non-endocrine" cells // Neuro Endocrinol Lett. - 2000. - Vol. 21, N 3. - P. 173174; Reiter R.J. et al. Melatonin: new applications in clinical and veterinary medicine, plant physiology and industry // NeuroEndocrinol Lett. - 2011. - Vol. 32, N 5. - P. 575-587; Reiter R.J., Tan D.X., Fuentes-Broto L. Melatonin: a multitasking molecule // Prog. Brain Res. - 2010. - Vol. 181. - P. 127-151.

 
 

Текст научной работы по медицине, диссертация 2013 года, Абдулрагимов, Руслан Исраилович

Российская академия медицинских наук Северо-Западное отделение Санкт-Петербургский институт биорегуляции и геронтологии

П42ҐН На правах рукописи

АБДУЛРАГИМОВ Руслан Исраилович

ЭКСПРЕССИЯ ГОРМОНОВ В ИММУНОКОМПЕТЕНТНЫХ КЛЕТКАХ РАЗЛИЧНЫХ ОРГАНОВ ПРИ ВОЗРАСТНОЙ ИНВОЛЮЦИИ

14.01.30 - геронтология и гериатрия

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Научные руководители -

заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор Кветной Игорь Моисеевич,

доктор биологических наук Полякова Виктория Олеговна

Санкт-Петербург - 2013

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.........................................................4

ВВЕДЕНИЕ..............................................................................6

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.............................................................14

Глава 1. ГОРМОНАЛЬНАЯ ФУНКЦИЯ НЕЭНДОКРИННЫХ КЛЕТОК РАЗЛИЧНЫХ ОРГАНОВ, ОПУХОЛЕРЕЗИСТЕНТНОСТЬ И СТАРЕНИЕ ОРГАНИЗМА......................................................14

1.1. Гормональная функция неэндокриных клеток.............................14

1.2. Роль гормональной функции неэндокринных клеток в опухолеобразовании при индуцированном старении...........................21

1.3. Иммунные клетки тимуса: эндокринная функция и возрастная инволюция................................................................................34

1.4. Молекулярно-клеточные механизмы ускоренного (радиационного) старения...................................................................................37

1.5. Геропротекторное действие регуляторных пептидов на органы

нейроиммуноэндокринной системы при старении организма................40

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ........................46

2.1. Характеристика исследуемого материала.....................................46

2.2. Моделирование ускоренного старения, индуцированного гамма-излучением...............................................................................47

2.3. Методика культивирования асцитной карциномы Эрлиха...............48

2.4. Гистологический метод..........................................................51

2.5. Иммуногистохимический метод................................................54

2.6. Микроскопия и морфометрический метод..................................56

2.7. Статистическая обработка результатов.......................................59

Глава 3. ГОРМОНАЛЬНАЯ ФУНКЦИЯ НЕЭНДОКРИННЫХ КЛЕТОК ТИМУСА...................................................................60

3.1. Исследование гормональной функции неэндокринных клеток аутопсийного тимуса человека.....................................................60

3.2. Исследование гормональной функции неэндокринных клеток

тимуса в культуре..................................................................66

Глава 4. ГОРМОНАЛЬНАЯ ФУНКЦИЯ НЕЭНДОКРИННЫХ КЛЕТОК В МОДЕЛИ РАДИАЦИОННОГО СТАРЕНИЯ................71

4.1. Гормональная функция неэндокринных клеток в норме (контрольная группа)....................................................................................71

4.2. Гормональная функция неэндокринных клеток при радиационном старении..................................................................................76

4.3. Гормональная функция неэндокринных клеток при радиационном старении и введении вил она.........................................................78

4.4. Гормональная функция неэндокринных клеток при радиационном старении и введении эпиталона.....................................................79

4.5. Гормональная функция клеток тимуса в условиях радиационного

старения и ингибирования стероидогенеза.......................................82

Глава 5. ГОРМОНАЛЬНАЯ ФУНКЦИЯ НЕЭНДОКРИННЫХ КЛЕТОК В АСЦИТНОЙ КАРЦИНОМЕ ЭРЛИХА........................88

5.1. Функциональная морфология асцитной карциномы Эрлиха...........88

5.2. Гормонпродуцирующая активность иммунных клеток в микроокруженнии асцитной карциномы Эрлиха...............................89

5.3. Гормонпродуцирующая активность клеток асцитной карциномы

Эрлиха....................................................................................91

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................................96

ВЫВОДЫ................................................................................99

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ........................................101

УКАЗАТЕЛЬ ЛИТЕРАТУРЫ.....................................................102

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АБП авидин-биотин-пероксидазный комплекс

. АКТГ адренокортикотропный гормон

АКЭ асцитная карцинома Эрлиха

АНП антрикулярный натрийуретический пептид

ВИП вазоактивный интестинальный пептид

ВНП вентрикулярный натрийуретический пептид

ГИОМТ гидроксииндол-О-метилтрансфераза

ЗМТ зрелые медуллярные тимоциты

ЗЭК зоны экстрамедуллярного кроветворения

КВ корковое вещество

ЛГ лютеинизирующий гормон

ЛК лимфоциты периферической крови

ЛФ герминативные центры лимфоидных фолликулов

МВ мозговое вещество

НКТ незрелые кортикальные тимоциты

ОП оптическая плотность иммуногистохимической реакции

ПреТ предшественники тимоцитов

РП регуляторные пептиды

РЭК ретикулоэпителиальные клетки

СНП сосудистый натрийуретический пептид

СТГ соматотропный гормон

ТГ тельце Гассаля

ТК тучные клетки

ФРК физиологический раствор Кунса

цАМФ циклический аденозинмонофосфат

ЭКО эффективность колониеобразования

ЭКТГ эпителиальные клетки, формирующие тельца Гассаля

Я-ГЕМ ядра клеток, окрашенные гематоксилином

АВР авидин-биотин-пероксидазный набор

BSP биотин-стрептавидин-пероксидазный набор

CD кластер дифференцировки

ЕС клетки энтерохромаффинные клетки

1ап индекс апоптоза

Ig иммуноглобулин

1Мит митотический индекс

IPCNA пролиферативный показатель по PCNA

Npcna количественная плотность PCNA-позитивных ядер

ЫЯок количественная плотность ядер клеток

PCNA ядерный антиген пролиферации клеток

ВВЕДЕНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Старение является гетерогенным процессом, проявляющимся на тканевом, клеточном и молекулярном уровнях организации живого. Одной из важнейших причин возрастного нарушения гомеостаза организма является снижение функциональной активности клеток регуляторных систем организма - нервной, иммунной и эндокринной [Пальцев М.А., Кветной И.М., 2006; Пальцев М.А. и соавт., 2011; Khavinson V. Kh. et al., 2011с].

В последние годы внимание исследователей различного профиля концентрируется на одном из необычных феноменов: многие неэндокринные клетки в живом организме способны продуцировать гормоны [Kvetnoy I.M., et al., 2000]. Для нейронов и некоторых иммунокомпетентных клеток такая способность была продемонстрирована ранее [Härtung Н.Р. et al.,1986; Inagaki S., Kito S., 1986], сегодня этот список пополняют тучные клетки, лимфоциты, эозинофильные лейкоциты, эндотелиальные клетки, эпителиальные клетки тимуса и многие другие иммунокомпетентные клетки, резидентно расположенные в различных органах. Спектр гормональных веществ, продуцируемых ими, чрезвычайно широк: серотонин, мелатонин, гистамин, эндорфины, эндотелины, матрилизин, натрийуретический пептид, вазоактивный интестинальный пептид, тимозины, соматостатин, пролактин, адренокортикотропный гормон и другие [Reiter R.J. et al., 2010; 2011].

Наряду с общебиологическим значением, не менее важными являются также онкологические аспекты феномена выявления гормонов в неэндокринных иммунокомпетентных клетках и изучение этих процессов при радиационном старении.

Большинство физиологически активных веществ, выявленных в клетках иммунной системы, обладают биологическими эффектами, свидетельствующими об их непосредственном участии в регуляции процессов деления, размножения и дифференцировки (серотонин, мелатонин, гистамин, катехоламины, соматостатин, эндорфины и др.). Некоторые гормоны (серотонин, мелатонин, гистамин и др.) обладают геропротекторными свойствами. Кроме того, практически все пептидные гормоны и биогенные амины являются химическими звеньями патогенеза нарушений, возникающих при ускоренном старении и развитии в организме злокачественных новообразований.

Согласно проведенным исследованиям, неопластический процесс, ассоциированный с возрастом, влияет на морфофункциональное состояние гормонпродуцирующих клеток, а физиологически активные вещества, продуцируемые этими клетками, принимают участие в эндогенных механизмах опухолевого роста. Предполагается, что сочетанное применение иммуностимуляторов с дополнительной гормональной стимуляцией иммунных механизмов даст весомое преимущество при комбинированных схемах иммунотерапии рака [Вегсг11. е1 а1., 1998].

В Санкт-Петербургском институте биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН был разработан ряд коротких пептидов (КП), важнейшими из которых являются иммуномодулятор вилон и пептид, регулирующий функции пинеальной железы (эпифиза) - эпиталон [Аш81гпоу У.И, КЪаутБОп V. КЬ., 2010; КЪаутзоп У.КЬ., е1 а1., 2011а; 2011с].

Исследование их влияния на гормонпродуцирующую функцию иммунных клеток представляется перспективным с точки зрения оценки механизма их биологической активности и перспектив клинического применения.

Однако необходимо подчеркнуть, что установленные факты во многом носят предварительный характер, они получены в процессе выполнения исследований, не имевших таких задач в качестве

первоочередных, поэтому не являются систематизированными и ставят ряд важных вопросов, решение которых необходимо для всесторонней оценки геронтологического и общебиологического значения выявленного феномена.

Цель и задачи исследования

Целью диссертационного исследования явилось изучение экспрессии гормонов в резидентных иммунокомпетентных клетках, расположенных в различных органах, и оценка этого феномена в механизмах радиационного старения.

Для достижения указанной цели были поставлены и последовательно решены следующие задачи:

1) верифицировать экспрессию гормонов (серотонина, соматостатина и [3-эндорфина) эпителиальными и лимфоидными клетками тимуса и лимфоцитами периферической крови;

2) изучить экспрессию гормонов неэндокриными клетками тимуса, селезенки и кишечника при радиационном старении и действии геропротекторных пептидов - вилона и эпиталона;

3) сравнить выраженность радиационного старения тимуса в условиях нарушения функций надпочечников (ингибирование стероидогенеза мелатонином) и без воздействия мелатонина;

4) оценить гормонпродуцирующую способность тучных клеток кишечника и тимуса в условиях индуцированного старения;

5) оценить гормонпродуцирующие функции неэндокринных клеток в экспериментальной опухоли (асцитной карциноме Эрлиха) у животных;

6) оценить значение экспрессии гормона в иммунокомпетентных клетках в патогенезе радиационного старения.

Научная новизна работы В работе впервые изучена гормонпродуцирующая способность клеток органов иммунной системы в норме и при ускоренном старении, а

также показана возможность синтеза гормонов иммунными клетками микроокружения опухоли и непосредственно опухолевыми клетками.

В тимусе человека впервые зарегистрирована положительная иммуногистохимическая реакция на серотонин и соматостатин в эпителиальных клетках, формирующих тельца Гассаля.

Установлено, что в предшественниках Т-лимфоцитов секретируются серотонин и мелатонин, в незрелых кортикальных тимоцитах- серотонин, а в зрелых медуллярных клетках - серотонин и (3-эндорфин. Локализация гормонов в лимфоцитах и эпителиальных клетках тимуса подтверждает существование двусторонней связи между эндокринной и иммунной системами.

Впервые получены данные о снижении функциональной активности тучных клеток слизистой оболочки кишечника и тимуса в модели радиационного старения. Установлено, что вилон активирует синтез биогенных аминов в энтерохромафинных и тучных клетках, усиливает пролиферативную активность тимоцитов и повышает пролиферативный потенциал стволовых клеток в кишечнике, тем самым способствуя восстановлению гормонпродуцирующей функции жизненно важных органов при ускоренном старении.

В работе впервые показано, что ультраструктурные изменения в клетках тимуса, вызванные ускоренным старением, нивелируются при ингибировании стероидогенеза мелатонином, а увеличение количества ретикулоэпителиальных клеток указывает на активизацию гормонпродуцирующей функции тимуса.

Полученные результаты свидетельствуют, что развитие функциональной патологии и дисгормональной супрессии неэндокринных клеток при радиационном старении определяется не только их прямым повреждением, но и опосредованным влиянием гормонов коры надпочечников и других биологически активных веществ.

Впервые установлено, что в асцитной карциноме Эрлиха в эозинофильных лейкоцитах экспрессируются серотонин и мелатонин. При изучении неэндокринных клеток в этой опухоли среди микроокружения раковых клеток впервые идентифицирован особый тип тучных клеток с выраженной экспрессией серотонина. Эти клетки дифференцируются в зонах спонтанной гипоксии и могут влиять на скорость канцерогенеза, ассоциированного со старением.

На основании полученных данных впервые сформулировано положение, указывающее на важную роль гормонпродуцирующей способности клеток иммунной системы в механизмах старения.

Практическая значимость работы Верификация экспрессии ряда гормонов в клетках иммунной системы позволяет выяснить вклад их гормонпродуцирующей функции в механизмы ускоренного старения и возрастной инволюции органов и тканей. Тот факт, что, гормональная функция не является специфической и присуща практически всем типам клеток в организме, является важным для эффективного поиска таргетных мишеней лекарственных препаратов, в том числе КП, так как позволяет учитывать новые аспекты их биологической активности и участие в межклеточных сигнальных взаимодействиях при старении организма.

Например, иммунокомпетентные гормонпродуцирующие клетки могут служить мишенью для таргетной терапии при применении геропротекторного пептида вилона, что позволяет расширить показания для его применения в геронтологии и иммунологии.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту 1) В ряде неэндокринных клеток иммунной системы и желудочно-кишечного тракта впервые выявлен синтез различных гормонов и других биологически активных веществ, участвующих в регуляции гомеостаза;

2) Выявлена линейная положительная корреляция между экспрессией гормонов в иммунных клетках тимуса человека и способностью этих клеток к пролиферации. В иммунных клетках тимуса, находящихся на различных этапах дифференцировки, экспрессируются серотонин, мелатонин, (3-эндорфин и соматостатин;

3) В модели ускоренного старения, индуцированного радиацией, синтез гормонов в тучных и энтерохромафинных клетках снижается, что может играть важную роль в нарушении гомеостаза при старении организма;

4) Вилон стимулирует гормональную активность неэндокринных клеток тимуса и кишечника в модели радиационного старения;

5) Возрастная дисфункция неэндокринных клеток может быть связана с нарушением стероидогенеза, так как установлено, что при ингибировании функции надпочечников признаки индуцированного радиацией старения тимуса нивелируются;

6) В иммунных клетках, составляющих микроокружение опухоли, а также непосредственно в раковых клетках верифицирована экспрессия серотонина, что может быть связано с возможностью регуляции роста новообразований при воздействии на неэндокринные гормонпродуцирующие клетки.

7) Возможность синтеза гормонов и биогенных аминов неэндокринными клетками играет важную роль в механизме поддержания гомеостаза при естественном и ускоренном старении. Кроме того, такие клетки могут являться мишенью для действия геропротекторных веществ, например, вилона.

Апробация работы

Основные результаты и положения диссертационной работы доложены и обсуждены на V научно-практической геронтологической

11

конференции с международным участием «Пушковские чтения» (Санкт-Петербург, 2009); XVII Российского национального конгресса «Человек и лекарство» (Москва, 2010); VII международной конференции «Молекулярная медицина и биобезопасность» (Москва, 2010); «Геронтологичесие чтения - 2010» (Белгород, 2010); XV Международной научно-практической конференции «Пожилой больной. Качество жизни» (Москва, 2010); Международной научно-практической конференции «Ускоренное старение: механизмы, диагностика, профилактика» (Киев, 2012

Реализация результатов исследования

Материал диссертации отражен в главах в книге «Введение в молекулярную диагностику» (М., Медицина, 2010), рекомендованной экспертным советом ММА им. И.М. Сеченова в качестве учебного пособия для системы вузовского и последипломного медицинского образования. Результаты работы используются в научной, педагогической и практической деятельности Санкт-Петербургского института биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН, НИИ акушерства и гинекологии им. Д.О. Отта СЗО РАМН, Белгородского государственного национального исследовательского университета.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 17 работ, из них 5 -статей в журналах, включенных в Перечень ВАК Минобрнауки РФ, 2 статьи в других изданиях, 2 главы в руководстве и 8 тезисов докладов.

Связь с научно-исследовательской работой института Диссертационная работа является научной темой, выполняемой по основному плану НИР �