geroprobПроблемы геронаукиProblems of Geroscience2949-47452949-4753АНО «ОСО ИТЕМ»10.37586/2949-4745-1-2023-25-30geroprob-7Research ArticleОригинальные исследованияOriginal studiesГеропротекторный эффект митохондриально-направленного антиоксиданта SkQBerb в модели хронологического старения миобластов человека MB135Geroprotective effect of the mitochondrial-targeted antioxidant SkQBerb in a model of chronological aging of human MB135 myoblastshttps://orcid.org/0000-0002-3902-7812ЧеломбитькоМ. А.ChelombitkoM. A.

Челомбитько Мария Александровна, канд. биол. наук, научный сотрудник лаборатории клеточных механизмов старения

Chelombitko Maria А. PhD, Researcher, Laboratory of Cellular Mechanisms of Aging

chelombitko_ma@rgnkc.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5259-0861МоргуноваГ. В.MorgunovaG. V.

Моргунова Галина Васильевна, канд. биол. наук, ведущий научный сотрудник сектора эволюционной цитогеронтологии биологического факультета

Morgunova Galina V., PhD, Leading Researcher, Evolutionary Cytogerontology Sector, School of Biology

morgunova@mail.bio.msu.ruhttps://orcid.org/0009-0007-7255-9291СтрочковаН. Ю.StrochkovaN. Y.

Строчкова Наталья Юрьевна, студентка факультета биоинженерии и биоинформатики

Strochkova Natalia Yu., student, Faculty of Bioengineering and Bioinformatics

StroNatala@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9921-8031ЛямзаевК. Г.LyamzaevK. G.

Лямзаев Константин Геннадьевич, канд. биол. наук, заведующий лабораторией клеточных механизмов старения

Lyamzaev Konstantin G., PhD, Head of the Laboratory of Cellular Mechanisms of Aging

lyamzaev_kg@rgnkc.ruФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России, Российский геронтологический научно-клинический центр, Институт изучения старенияРоссияPirogov Russian National Research Medical University, Russian Gerontology Research and Clinical Centre, The Institute for Aging ResearchRussian FederationМГУ им. М.В. ЛомоносоваРоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian Federation202311092023012530Copyright © Челомбитько М.А., Моргунова Г.В., Строчкова Н.Ю., Лямзаев К.Г., 20232023Челомбитько М.А., Моргунова Г.В., Строчкова Н.Ю., Лямзаев К.Г.Chelombitko M.A., Morgunova G.V., Strochkova N.Y., Lyamzaev K.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.geronauka.com/jour/article/view/7

Обоснование. Поиск потенциальных сенолитиков и сеноморфов, способных влиять на количество и активность сенесцентных клеток в организме, является актуальной задачей в области геронтологии. Ранее было показано, что митохондриально-направленные соединения на основе пластохинона, а также берберин обладают геропротекторными свойствами в различных моделях in vitro и in vivo. Из этого следует, что митохондриально-направленное соединение на основе берберина и пластохинона — SkQBerb может обладать более высоким геропротекторным потенциалом по сравнению с ранее исследуемыми соединениями.Цель. Изучить геропротекторную активность SkQBerb в модели хронологического старения миобластов МВ135.Материалы и методы. Мы исследовали влияние SkQBerb на различные признаки старения миобластов человека MB135. Для определения клеточного старения проводили гистохимическое окрашивание на β-галактозидазу с помощью коммерческого набора, определяли уровень провоспалительных цитокинов ИЛ-6 и ИЛ-8 с использованием готовых наборов для иммуноферментного анализа, а также оценивали содержание белков p21, pRb (Ser807/811), LC3B с помощью вестерн-блоттинга.Результаты. Анализ полученных результатов показал, что SkQBerb в концентрации 20–100 нМ эффективно подавляет накопление сенесцентных клеток при хронологическом старении MB135, а также достоверно снижает уровень основных факторов секреторного фенотипа IL-6 и 8.Заключение. Результаты нашей работы указывают на потенциальный геропротекторный и сеноморфный эффект SkQBerb. Это открывает перспективы применения данного митохондриально-направленного соединения в качестве геропротектора.

Background. The field of gerontology is actively seeking senolytics and senomorphs that can influence the quantity and activity of senescent cells in the body. Previous studies have demonstrated the geroprotective properties of mitochondrial- directed compounds based on plastoquinone and berberine in various in vitro and in vivo models. Thus, it is plausible that SkQBerb, a mitochondrialtargeted compound combining berberine and plastoquinone, may exhibit higher geroprotective potential compared to previously studied compounds.Objective. The aim of this study is to investigate the geroprotective activity of SkQBerb in a chronological aging model using MB135 myoblasts.Materials and Methods. The effect of SkQBerb on various aging characteristics of human MB135 myoblasts was assessed. Histochemical staining for β-galactosidase was performed using a commercially available kit. The levels of proinflammatory cytokines IL-6 and IL-8 were determined using pre-made immunoassay kits. Additionally, Western blotting was employed to evaluate the levels of p21, pRb (Ser807/811), and LC3B proteins.Results. Analysis of the results revealed that SkQBerb, at concentrations ranging from 20–100 nM, effectively suppressed the accumulation of senescent cells in MB135 cells subjected to chronological aging. Furthermore, it significantly reduced the levels of IL-6 and IL-8, key factors associated with the secretory phenotype.Conclusion. The findings of this study suggest a potential geroprotective and senomorphic effect of SkQBerb. These results open up possibilities for utilizing this mitochondrial-targeted compound as a geroprotector in future applications.

клеточное старениеантиоксидантысенотерапевтические средстваcellular senescenceantioxidantssenotherapeuticИсследование выполнено за счет средств программы «Приоритет-2030».ReferencesLyamzaev K.G., Pustovidko A.V., Simonyan R.A., et al. Novel Mitochondria-Targeted Antioxidants: Plastoquinone Conjugated with Cationic Plant Alkaloids Berberine and Palmatine. Pharm Res. 2011;28(11):2883-2895. DOI: 10.1007/s11095-011-0504-8Lyamzaev K.G., Pustovidko A.V., Simonyan R.A., et al. Novel Mitochondria-Targeted Antioxidants: Plastoquinone Conjugated with Cationic Plant Alkaloids Berberine and Palmatine. Pharm Res. 2011;28(11):2883-2895. DOI: 10.1007/s11095-011-0504-8Skulachev M.V., Antonenko Y.N., Anisimov V.N., et al. Mitochondrial-targeted plastoquinone derivatives. Effect on senescence and acute age-related pathologies. Curr. Drug Targets. 2011;12(6):800- 826. DOI: 10.2174/138945011795528859Skulachev M.V., Antonenko Y.N., Anisimov V.N., et al. Mitochondrial-targeted plastoquinone derivatives. Effect on senescence and acute age-related pathologies. Curr. Drug Targets. 2011;12(6):800- 826. DOI: 10.2174/138945011795528859Zinovkin R.A., Romaschenko V.P., Galkin I.I., Zakharova V.V., Pletjushkina O.Y., Chernyak B.V., et al. Role of mitochondrial reactive oxygen species in age-related inflammatory activation of endothelium. Aging. 2014;6(8):661–74. DOI: 10.18632/aging.100685.Zinovkin R.A., Romaschenko V.P., Galkin I.I., Zakharova V.V., Pletjushkina O.Y., Chernyak B.V., et al. Role of mitochondrial reactive oxygen species in age-related inflammatory activation of endothelium. Aging. 2014;6(8):661–74. DOI: 10.18632/aging.100685.Zhang L., Pitcher L.E., Prahalad V., Niedernhofer L.J., Robbins P.D. Targeting cellular senescence with senotherapeutics: senolytics and senomorphics. The FEBS Journal. 2022;290(5):1362- 1383. DOI: 10.1111/febs.16350Zhang L., Pitcher L.E., Prahalad V., Niedernhofer L.J., Robbins P.D. Targeting cellular senescence with senotherapeutics: senolytics and senomorphics. The FEBS Journal. 2022;290(5):1362- 1383. DOI: 10.1111/febs.16350He S., Sharpless N.E. Senescence in Health and Disease. Cell. 2017;169(6):1000-1011. DOI: 10.1016/j.cell.2017.05.015. PMID: 28575665; PMCID: PMC5643029He S., Sharpless N.E. Senescence in Health and Disease. Cell. 2017;169(6):1000-1011. DOI: 10.1016/j.cell.2017.05.015. PMID: 28575665; PMCID: PMC5643029Demaria M., Ohtani N., Youssef S.A., Rodier F., Toussaint W., Mitchell J.R., Laberge R.M., Vijg J., Van Steeg H., Dollé M.E., Hoeijmakers J.H., de Bruin A., Hara E., Campisi J. An essential role for senescent cells in optimal wound healing through secretion of PDGFAA. Dev Cell. 2014;31(6):722-733. DOI: 10.1016/j.devcel.2014.11.012. Epub 2014 Dec 11. PMID: 25499914; PMCID: PMC4349629Demaria M., Ohtani N., Youssef S.A., Rodier F., Toussaint W., Mitchell J.R., Laberge R.M., Vijg J., Van Steeg H., Dollé M.E., Hoeijmakers J.H., de Bruin A., Hara E., Campisi J. An essential role for senescent cells in optimal wound healing through secretion of PDGFAA. Dev Cell. 2014;31(6):722-733. DOI: 10.1016/j.devcel.2014.11.012. Epub 2014 Dec 11. PMID: 25499914; PMCID: PMC4349629Mosteiro L., Pantoja C., Alcazar N., Marión R.M., Chondronasiou D., Rovira M., Fernandez-Marcos P.J., Muñoz- Martin M., Blanco-Aparicio C., Pastor J., Gómez-López G., De Martino A., Blasco M.A., Abad M., Serrano M. Tissue damage and senescence provide critical signals for cellular reprogramming in vivo. Science. 2016;354(6315):aaf4445. DOI: 10.1126/science.aaf4445. PMID: 27884981Mosteiro L., Pantoja C., Alcazar N., Marión R.M., Chondronasiou D., Rovira M., Fernandez-Marcos P.J., Muñoz- Martin M., Blanco-Aparicio C., Pastor J., Gómez-López G., De Martino A., Blasco M.A., Abad M., Serrano M. Tissue damage and senescence provide critical signals for cellular reprogramming in vivo. Science. 2016;354(6315):aaf4445. DOI: 10.1126/science.aaf4445. PMID: 27884981Ritschka B., Storer M., Mas A., Heinzmann F., Ortells M.C., Morton J.P., Sansom O.J., Zender L., Keyes W.M. The senescenceassociated secretory phenotype induces cellular plasticity and tissue regeneration. Genes Dev. 2017;31(2):172-183. DOI: 10.1101/gad.290635.116. Epub 2017 Jan 31. PMID: 28143833; PMCID: PMC5322731Ritschka B., Storer M., Mas A., Heinzmann F., Ortells M.C., Morton J.P., Sansom O.J., Zender L., Keyes W.M. The senescenceassociated secretory phenotype induces cellular plasticity and tissue regeneration. Genes Dev. 2017;31(2):172-183. DOI: 10.1101/gad.290635.116. Epub 2017 Jan 31. PMID: 28143833; PMCID: PMC5322731Hernandez-Segura A., Brandenburg S., Demaria M. Induction and validation of cellular senescence in primary human cells. J. Vis. Exp. 2018;(136):57782.Hernandez-Segura A., Brandenburg S., Demaria M. Induction and validation of cellular senescence in primary human cells. J. Vis. Exp. 2018;(136):57782.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.