ОБОСНОВАНИЕ. Исследование клеточного и репликативного старения важно для биологии и медицины, особенно в свете роста доли пожилого населения. Понимание механизмов этих типов старения может помочь в разработке стратегий для продления активного долголетия. Сравнение этих процессов выявляет общие и уникальные молекулярные механизмы, что открывает новые подходы для диагностики и терапии возрастных заболеваний. Найденные маркеры старения могут способствовать персонализированной медицине, улучшая диагностику и лечение стареющих клеток. Таким образом, эти исследования значительно способствуют разработке методов борьбы с возрастными заболеваниями.

ЦЕЛЬ. Исследование направлено на анализ клеточного и репликативного старения для выявления общих механизмов старения. Цель — понять взаимосвязь этих процессов и их влияние на возрастные изменения. Задачи включают идентификацию аспектов старения, определение молекулярных маркеров для диагностики и мониторинга возрастных заболеваний. Результаты помогут в предотвращении и лечении возрастных заболеваний и улучшении здоровья населения.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. Для анализа использовались публичные датасеты E-MTAB-4879 (клеточное старение) и GSE130727 (репликативное старение). Проверка качества осуществлялась с помощью программы FastQC. Удаление адаптеров с помощью последовательной обработки программами cutadapt 2.3 и Trimmomatic-0.38. Картирование с помощью программы bowtie2-2.4.0. Перепроверка результатов картирования с помощью алгоритма псевдовыравнивания kallisto-v0.45.0. Квантификация с помощью featureCounts. Нормализация RPKM (Read Per Kilobase per Million) (для усреднения общего числа прочтений, глубины покрытия и длины гена). Для поиска регулирующих микроРНК использовался онлайн-сервис mirnet.ca

РЕЗУЛЬТАТЫ. Для групп генов, снизивших (7275) и повысивших (5059 генов) свой уровень экспрессии из датасетов E-MTAB-4879 и GSE130727 после фильтрации, были определены биологические процессы, в которых они участвуют. Для списков из 15 топ-генов для каждого приведена информация о его участии в процессе старения. Также для группы общих генов с высокой представленностью были определены функциональные группы по GO. В исследовании сравнили два датасета генов, связанных со старением, и обнаружили 7275 общих генов с пониженной экспрессией. Из них 1342 гена проявили значительное снижение экспрессии, среди которых выделяются процессы, связанные с сигнализацией G-белков, метаболизмом холестерина и цитокиновой сигнализацией. Некоторые гены влияют на старение через воспалительные реакции, контроль мембранного потенциала, нейродегенерацию и клеточную дифференцировку. Дополнительный анализ выявил 143 нкРНК, связанных со старением и онкогенезом. Среди 1673 генов, увеличивших свою экспрессию, выделяются группы, относящиеся к таким процессам, как биосинтез глицеролипидов, регуляция актиновых филаментов и заживление ран. Из них 194 нкРНК связаны с онкогенезом и остеогенезом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В заключении нашего исследования мы выявили ключевые различия и сходства между клеточным и репликативным старением, что позволяет глубже понять эти процессы и их роль в возрастных изменениях. Анализ показал, что общие молекулярные механизмы, такие как снижение экспрессии генов, связанных с сигнализацией G-белков и метаболизмом холестерина, оказывают значительное влияние на оба типа старения. Также установлены уникальные особенности, такие как различия в выражении определенных генов и нкРНК, что открывает возможности для развития персонализированных стратегий диагностики и терапии. Идентифицированные маркеры и механизмы могут способствовать не только диагностике, но и мониторингу возрастных изменений, что, в свою очередь, улучшает подходы к лечению возрастных заболеваний. Таким образом, наше исследование значительно продвигает развитие методов борьбы с возрастными заболеваниями, подчеркивая важность изучения общих и уникальных аспектов клеточного и репликативного старения.

Старение представляет собой биологический процесс, который затрагивает множество систем организма и сопровождается изменениями на молекулярном, клеточном и физиологическом уровнях. Одним из ключевых элементов в изучении старения является определение роли инсулиноподобных факторов роста (ИФР) и инсулиноподобных связывающих белков (ИФРСБ). ИФР, в частности ИФР-1, играют важную роль в регуляции клеточного роста, метаболизма и апоптоза. ИФРСБ, в особенности ИФРСБ-3, регулируют биодоступность ИФР, связывая их и модулируя их взаимодействие с рецепторами. В данной статье рассматриваются преимущественно механизмы действия ИФР-1 и ИФРСБ-3, а также данные клинических исследований, изучающих их роль в процессе старения, долголетии и развитии возраст-ассоциированных заболеваний. Для исследования связи ИФР и ИФРСБ с процессами старения был проведен поиск по базам статей Scopus и PubMed. Были отобраны фундаментальные и клинические исследования, опубликованные преимущественно в период с 2010 по 2024 год. Поиск проводился по ключевым словам «инсулиноподобные факторы роста», «инсулиноподобные связывающие белки», «старение», «возраст-ассоциированные заболевания».

Сон, являясь жизненно необходимой потребностью организма, связан со многими важными биологическими процессами. Старение — один из естественных биологических процессов, оказывающих влияние на все функции человеческого организма. Изучение связи между сном и старением вызывает оживленный интерес исследователей в последние годы. В статье обсуждаются современные взгляды о роли сна в процессах старения и его геропротективный потенциал. В статье приводятся данные по изучению влияния нарушения сна на ключевые признаки старения. Обсуждается влияние депривации сна, инсомнии и синдрома обструктивного апноэ сна на девять ключевых признаков старения, выделенных López-Otín C. и соавторами: нестабильность генома, укорочение теломер, потерю протеостаза, эпигенетические модификации, нарушение распознавания питательных веществ, дисфункцию митохондрий, истощение пула стволовых клеток, клеточное старение и изменение внутриклеточного взаимодействия. Также приводятся данные о сомнологических биомаркерах и их связи с индексом возраста мозга, затрагиваются вопросы влияния сна на формирование нейродегенеративных расстройств, в том числе болезни Альцгеймера. Один из разделов посвящен обзору данных литературы на тему значимости циркадных ритмов в развитии нейродегенерации и процессов старения. В качестве геропротективных методов рассматривается применение светотерапии и мелатонина. В заключении обсуждается актуальность развития геронтосомнологии.

В статье обсуждаются механизмы влияния кишечного микробиома на старение человека и связанные с ним заболевания. Авторы рассматривают изменения в составе микробиоты с возрастом и их влияние на воспаление, иммунный ответ и проницаемость кишечного барьера. Особое внимание уделено патогенетическим взаимосвязям между кишечной микробиотой и развитием сердечно-сосудистых, метаболических и нейродегенеративных заболеваний. Отмечается роль дисбаланса в микробиоме — дисбиоза — как одного из ключевых механизмов ускорения процессов старения. В обзоре представлен комплексный анализ современных исследований, демонстрирующих влияние микробных метаболитов на системы организма через оси «кишечник — мозг», «кишечник — сердечно-сосудистая система» и «кишечник — эндокринная система».