Пресса об Институте. Что такое кейлоны?

Наука в Сибири

13 мая 1982 г. № 18(1049)

ЧТО ТАКОЕ КЕЙЛОНЫ?

Выделение в будущем достаточного количества высокоочищенных препаратов кейлонов позволит использовать эти вещества в медицинской практике – возможно для терапии злокачественных опухолей, пересадки различных органов и тканей и т.д.

Кейлоны – вещества, регулирующие деление клеток (открыты в начале 60-х годов). Известно, что они производятся клетками организма и влияют на темп клеточного деления в той ткани, клетками которой продуцируются. То есть обладают тканевой специфичностью (но не обладают видовой). Так, например, кейлоны, выделенные из печени быка, тормозят деление клеток печени мыши, кролика, человека и наоборот.

Поддерживая определенный темп деления клеток, кейлоны препятствуют их безудержному размножению. В опухолевых клетках концентрация кейлонов крайне низка, что служит, очевидно, одной из причин их неконтролируемого деления; низкая концентрация кейлонов отмечается при повреждении тканей, когда необходимы репарации, заживление поврежденного участка.

Эти вещества, как правило, нетоксичны, действуют на клетки в очень малых дозах, и действие их обратимо. Тормозя деление, кейлоны влияют так же и на процесс дифференцировки, специализации клеток, ускоряя ее и тем самым способствуя выполнению клетками их физиологических функций. Вот, пожалуй, и все, что известно в настоящее время об их биологической функции. С момента открытия этих физиологических регуляторов клеточного деления прошло уже около 20 лет, но только немного из них частично очищены. Обычно кейлоны выделяют из тканей или органов (если ткани трудно отделять друг от друга) методом спиртовой экстракции с последующим их осаждением, либо промывают ткани солевыми растворами, не содержащими кальций. Однако ни при одном из этих способов нельзя получить чистые кейлоны. Как правило, в экстракте, наряду с кейлонами, содержится масса других примесей, которые трудно удаляются.

О химической природе, а тем более о химической структуре кейлонов, известно немного. Одни считают, что данные вещества – белковой природы, другие – что это гликопептиды. Большинство исследователей до настоящего времени работает с грубыми экстрактами тканей.

Мы пришли к выделению химически чистых кейлонов совершенно иным путем. Еще в 1962 г. в Институте цитологии и генетики СО АН СССР под руководством академика Д.К. Беляева и члена-корреспондента АН СССР Р.И. Салганика были начаты работы по изучению противоопухолевой активности препаратов РНК. Нам (Г.М. Роническая, В.И. Рыкова и Л.Н. Зверева) удалось в 1970 г. отделить от этих препаратов РНК вещество гликопептидной природы, которое в малых дозах было нетоксичным, тормозило деление опухолевых клеток, а в больших дозах оказалось токсичным для организма. Обычно выход вещества составлял не более 0,01 процента от всей массы органа. Была исследована химическая природа вещества. Оказалось, что это гликопептид, который имеет молекулярный вес около 10000, на 60-74 процентов представлен сульфатированными гликозаминогликанами и на 7-9 процентов – белками. Дальнейшее химическое изучение гликопептида позволило отнести его к классу протеогликанов. Методы хроматографии и электрофореза обнаружили, что выделенный нами протеогликан гетерогенен и в его состав входят протеогепарансульфат, протеохондроитинсульфат, протеогепаран, а также гиалуроновая кислота. Причем биологическая активность, тестируемая количеством митозов в тканях каждого из веществ в отдельности, была значительно ниже суммарного препарата. Это, вероятно, свидетельствует о том, что для выполнения биологической функции необходимо наличие в препарате всех его компонентов. При действии на протеогликан фермента проназы, разрушающей его белковую часть, происходила полная потеря биологической активности препарата. Эти опыты позволили прийти к выводу, что активность препарата определяется как углеводной, так и белковой его частями. Интересно, что протеогликан, полученный из препаратов РНК, в пробирке был способен образовывать комплекс с

олигорибонуклеотидами, состоящий на 2/3 из олигорибонуклеотидов и на 1/3 – из протеогликана. Перед нами встал вопрос о биологической функции выделенного протеогликана. В то время о кейлонах было известно немного и мы не предполагали, что имеем дело с росторегулирующим веществом. Однако изучение биологической активности протеогликанов, выделенных из печени, селезенки, легких, молочной железы крупного рогатого скота и крыс, а также из различных опухолей как в организменных условиях, так и в культуре ткани, показало, что наше вещество можно отнести к группе кейлонов. Выделенные нами протеогликаны, подобно кейлонам, обратимо ингибировали клеточное деление, не обладали видовой специфичностью, но имели ярко выраженную органную специфичность, тормозили рост ряда перевивных опухолей. Дальнейшее изучение кейлонов показало, что они не содержатся в тканях новорожденных, а клетки старых животных продуцируют эти вещества. Но они биологически менее активны из тканей молодых половозрелых животных: это свидетельствует, по-видимому, о том, что по мере старения в клетках происходят возрастные изменения характера кейлонов. Это, возможно, приводит к нарушению регуляции клеточного деления и увеличению частоты возникновения злокачественных новообразований в период старения организма.

Согласно нашим данным, кейлоны, выделенные из различных опухолей, тканевоспецифично тормозили деление клеток в нормальных тканях, но не влияли на темп деления самих опухолевых клеток, из которых были выделены. Вероятно, опухолевые клетки вырабатывают активный кейлон, но сами клетки опухолей, вследствие нарушения дифференцировки и потери рецепторов на клеточяной мембране, не отвечают на действие тканевоспецифического кейло-

на. Действительно, дальнейшее изучение действия протеогликанов, выделенных из разных органов крупного рогатого скота, на клетки различных перевивных (прошедших от 30 до 150 перевивок) опухолевых штаммов показало, что выраженный противоопухолевый тканеспецифический эффект отмечается лишь на клетках спонтанных опухолей, которые возникали у животных впервые и были наиболее дифференцированы, т.е. наиболее близки по степени своей специализации к нормальным клеткам соответствующей ткани. Перевивные же опухоли, которые, как правило, имеют низкую степень дифференцировки, а следовательно, наиболее злокачественны, либо теряют способлность реагировать на действие того или иного кейлона вообще, либо реагируют на кейлон независимо от его тканевой специфичности.

Теоретическая значимость выполненной работы состоит в том, что изучение действия кейлонов позволит нам более глубоко понять механизм регуляции клеточного деления, а в дальнейшем и влиять на этот процесс. Выделение же в будущем достаточного количества высоко очищенных препаратов кейлонов позволит использовать эти вещества в медицинской практике, возможно для терапии злокачественных опухолей, а также для пересадки различных органов и тканей (в качестве веществ, органоспецифически тормозящих иммунитет); ингибиторы же кейлонов наоборот могут способствовать ускоренному заживлению ран при регенерации тканей.

Г. Роничевская

доктор биологических наук г. Новосибирск