Изучение фибробластов эмбриональных тканей человека

Мы исследовали фибробласты из некоторых других эмбриональных тканей человека (помимо легочной ткани) и тоже нашли, что в культуре они ограничиваются примерно 50 делениями. Изучались также фибробласты животных. Как и ожидалось, клетки животных с меньшей продолжительностью жизни делились меньшее число раз. Например, нормальные фибробласты эмбрионов курицы, крысы, мыши, хомяка и морской свинки в культуре обычно делились не более 15 раз, а клетки, взятые у взрослых животных тех же видов, — и того меньше.

Еще с самого начала, только приступая к нашим экспериментам, мы понимали, что обязаны проверить, нет ли в самой среде какого-то фактора, который бы приводил к гибели клеток. Мы должны были также исключить другую возможность, а именно что ограничение числа делений обусловлено недостатками в методике выращивания культур. Может быть, клеткам недостает каких-либо питательных веществ?

Или они перестают делиться, потому что культура загрязнена другими организмами — скажем, вирусами? Для того чтобы установить, как обстоит дело в действительности, мы ставили различные эксперименты. Так, например, мы составляли смешанную культуру нормальных фибробластов, взятых из мужского и женского организма. Женские клетки можно отличить от мужских либо по хроматиновым тельцам, которые присутствуют только в женских клетках, либо по набору хромосом: в женских клетках имеются две одинаковые половые хромосомы (XX), а в мужских клетках две разные половые хромосомы (XY). По этим клеточным меткам мы могли следить за потомством клеток каждого типа.

Мы помещали в колбу определенное число мужских фибробластов, которые уже прошли 40 удвоений, и равное число женских клеток, которые прошли только 10 удвоений. Если бы тут была виновата культура или в питательной среде содержался какой-то вредоносный фактор, то число последующих удвоений в культуре должно было оказаться одинаковым как для мужских, так и для женских клеток; ведь нет никаких оснований считать, что несоответствие пищевым потребностям или присутствие каких-нибудь вирусов в первую очередь будет сказываться на клетках какого-то одного пола. На самом деле женские и мужские клетки резко различались по своей жизнеспособности.

Большинство мужских клеток погибало уже после 10 удвоений в смешанной культуре, тогда как «молоденькие» женские клетки после гибели мужских еще долго продолжали делиться. После 25 удвоений в культуре мужских клеток уже не оставалось, культура целиком состояла из женских клеток. Как нам кажется, отсюда однозначно следует, что продолжительность жизни фибробластов в наших культурах определяется именно внутренними, возрастными, факторами, а не внешними воздействиями.

Может быть, старение обусловлено истощением или разбавлением собственных химических ресурсов клетки? Нельзя ли предположить, что гибель клеток наступает в конце концов в связи с тем, что они исчерпали запасы какого-то важного продукта, который сами они не могут синтезировать из питательных веществ среды. Но тогда приходится предположить, что первоначальный запас этого продукта в клетках был поистине огромным, если его хватило на 50 поколений. Простая арифметика показывает, что для снабжения каждой клетки в 50 поколениях хотя бы одной молекулой этого гипотетического вещества вес исходной клетки должен был бы по крайней мере в три раза превышать известную нам величину, даже если бы вещество это было наилегчайшим элементом (водородом), а сама родительская клетка целиком состояла из этого элемента.


«Молекулы и клетки», под ред. акад. Г.М.Франка