Старение клеток in vitro
В 1961 г. в совместной работе с П. Мурхедом мы показали ограниченность репликативной способности нормальных фибробластов человека [ Hayflick, ea 1961 ]. Впервые мы исключили артефакты или незнание адекватных условий культуры как возможные причины смерти нормальных клеток в культуре. Мы объяснили этот феномен как следствие старения на клеточном уровне. Мы показали, что когда нормальные эмбриональные клетки человека растут в наиболее благоприятных условиях, старение и смерть неизбежно наступают после ~50 удвоений популяции. Мы это назвали феноменом фазы III . Мы показали, что смерть нормальных клеток человека в культуре не была вызвана какими-либо тривиальными причинами (включая компоненты среды или условия содержания культуры клеток), а была внутренним свойством самих клеток. Это наблюдение было впоследствии воспроизведено в сотнях других лабораторий [ Hayflick, ea 1977 , Norwood, ea 1985 , Norwood, ea 1990 , Stanulis-Preager, ea 1987 ].
Как показано выше, в то время, когда были сделаны эти наблюдения, главная догма клеточной биологии диктовала, что неспособность клеток к неограниченной пролиферации in vitro должна быть объяснена недостаточным "искусством" поддержания вечного деления клеток. Эта догма была такой сильной, что наша первая рукопись, направленная в "The Journal of Experimental Medicine" [ Hayflick, ea 1996 ], была отклонена со следующей рецензией: "Самым важным результатом исследования культур тканей за последние 50 лет явилось то, что клетки имеют присущую им внутреннюю способность размножаться, пока им предоставлена правильная среда in vitro". Что же касается наших данных о чрезвычайной чувствительности к вирусам наших диплоидных линий фибробластов человека, то рецензия утверждала, что "наблюдения об эффектах вирусов на культуры этих клеток выглядят странно". А наши предположения о том. что ограниченная продолжительность жизни культур нормальных клеток может быть связана со старением на клеточном уровне, рецензент комментировал следующим образом: "Вывод о том, что смерть клеток ... является следствием "старения на клеточном уровне" является наименее обдуманным". Эта отрицательная рецензия на нашу рукопись была подписана доктором Пейтоном Раусом. Эта же рукопись в первоначальной редакции была представлена в "Experimental Cell Research" и была принята без какой-либо доработки. В "Current Contents" эта статья числилась среди сотни наиболее часто цитируемых работ из двух миллионов статей на биомедицинские темы 60-х годов [ Garfield, ea 1980 , Hayflick, ea 1987 ]. Мнение, выраженное в рецензии Рауса, что "клетки имеют присущую им внутреннюю способность размножаться, пока им предоставлена правильная среда in vitro", было, несомненно, повторением догмы, которую, как мы предполагали, нам удалось опровергнуть. Однако эта догма так укоренилась, что оказалась достаточной для отклонения статьи, несмотря на представленные нами бесспорные доказательства, которые впоследствии были подтверждены в сотнях лабораторий. Эта догма была эквивалентна верованию, что человек также может жить вечно, если ему предоставить правильные условия существования in vivo. Понс де Леон называл такие условия "фонтаном молодости", а те, кто верил в непременное бессмертие нормальных клеток в культуре, если только им дать нормальную среду, до сих пор ищут такой "фонтан". Наше предположение, что феномен фазы III является старением на клеточном уровне, было сделано потому, что другие объяснения этих наблюдений могли быть легко отвергнуты, но мы не могли исключить возможность того, что этот феномен был действительно старением на клеточном уровне. Мы не могли исключить вероятность старения как причины данного эффекта не потому, что не могли спланировать правильно эксперимент, а потому, что не было признанных критериев для идентификации билогического старения. Эта проблема и сейчас остается практически нерешенной. Однако несмотря на невозможность достижения согласия по этому вопросу, биогеронтологи (каждый самостоятельно) имеют работающие определения старения. Эти опредления часто удовлетворяют личным склоннотям и позволяют биогеронтологам смело работать в этой области с сознанием того, что и коллеги испытывают те же трудности. Наши исследования были выполнены на фибробластах потому, что эти клетки имеют наибольшую продолжительность жизни in vitro. Baж-но подчеркнуть, что другие, более дифференцированные нормальные клетки в культуре также имеют конечную способность к размножению которая ниже данной способности фибробластов. Если же тип клеток, содержащихся в культуре не способен к делению (например, нейроны или мышечные клетки), они также имеют ограниченную способность функционировать in vitro. Способность к клеточным удвоениям (репликативный потенциал), как и многие другие функции клеток, снижается при старении. Поэтому нормальные клетки с низким репликативным потенциалом или никогда не делящиеся теряют функции, типичные для данного типа клеток, тогда как клетки, способные к делению, теряют еще и эту функцию. Способность к делению - функция клетки, которая подобно многим другим функииям ослабляется с возрастом.
