Клеточные механизмы, изучение поведения клеток

Архив рубрики «Гибель клеток»

Sawicki и Godman (1971) изучали зависимость от фазы цикла одного типа гибели клеток пикноза, наступающего в течение 12 ч после воздействия актиномицина D. К этому виду острой гибели клеток среди ряда изученных культур были чувствительны только клетки HeLa, Избирательная чувствительность клеток в период перехода из фазы Gi в фазу S и в фазе S была показана двумя методами. В культуру на 1 ч добавляли одновременно 3Нтимидин и актиномицин D и определяли долю меченых пикнотических ядер. Практически все клетки, погибшие через 6 ч, содержали метку. Культуру синхронизировали тимидином и через 2 ч после 69 его удаления, когда клетки находились в фазе S, на 1 ч добавляли актиномицин D. При этом через 6 ч погибало 46 и через 12 ч 90 клеток. Если актиномицин D добавляли через 8 ч после тимидина, когда клетки находились в фазе G2, то через 6 ч погибших клеток пе было, а через 12 ч погибало 50 клеток. Если актиномицин D добавляли в то время, когда клетки были блокированы тимидином на границе фаз Gi и S, то гибель клеток наступала еще раньше, чем при воздействии в фазе S.

Таким образом, два антибиотика, тормозящие синтез РНК,’актиномицин D и иогаломицин, характеризовались сходной зависимостью гибели клеток от фазы цикла, показанной на разных культурах и при использовании различных методов синхронизации. Наиболее чувствительными к обоим антибиотикам являлись клетки в конце фазы Gj и в начале фазы S, а наиболее резистентными были клетки в фазе G2.
Гибель клеток детально изучалась также при действии 3 других антибиотиков дауномицина и адриамицина, относящихся к группе антрациклинов, и блеомицина нового антибиотика, являющегося по строению сложным гликопептидом. Kim с соавторами (1968а) показали, что в культуре клеток HeLa при действии дауномицина в концентрации 50 нг/мл клетки в фазе Gi не погибают. По мере вхождения в фазу S их чувствительность повышается и выжившая фракция минимальна в период максимальной величины индекса метки. При выходе клеток из фазы S их чувствительность уменьшается. В более высокой концентрации дауномицин вызывал гибель клеток в фазах Gi и G2, но клетки в фазе S оставались наиболее чувствительными. Поскольку к концу цикла синхронность культуры уменьшалась и в популяции одновременно присутствовали клетки в фазах Gb S и G2, для точной оценки чувствительности клеток в фазе G2 получали «очищенную» субпопуляцию клеток в фазах S и G2. Было показано, что выжившая фракция в этих субпопуляциях составляет 3,2 и 8,9 соответственно.

Таким образом, клетки в фазе G2 были менее чувствительны к дауномицину, чем клетки в фазе S, но более чувствительны, чем клетки в фазе Gj. Зависимость гибели клеток от фазы цикла в культуре клеток HeLa при действии адриамицина была такой же, как при действии дауномицина, что не удивительно ввиду близкого химического строения этих двух антибиотиков (S. Kim, J. Kim, 1972). В культуре клеток СНО хомячка распределение по циклу чувствительности к адриамицину носило сложный характер и характеризовалось наличием двух максимумов чувствительности (Ваггапсо е. а., 1973а). Клетки в митозе были высокочувствительны (выжившая фракция 2), в фазе Gj чувствительность уменьшалась, а в начале фазы S вновь резко повышалась и становилась та 70 кой же, как в митозе. В поздней фазе S резистентность клеток повышалась, а в фазе G2 клетки становились более чувствительными. Следует отметить, что Barranco и др. при действии разных препаратов наблюдали сложный характер зависимости гибели от фазы цикла, что, очевидно, отражает особенности реакции культуры клеток СНО, использованной этими авторами.

Распределение чувствительности к адриамицину по циклу в культуре клеток лимфомы человека несколько отличалось от такого распределения в культурах HeLa и СНО. В культуре лимфомы наиболее чувствительными были клетки на границе фаз S и G2 и в фазе G2, а клетки в фазе S были умеренно чувствительны (Drewinko, Gottlieb, 1973). Во всех Субпопуляциях выжившая фракция уменьшалась экспоненциально с увеличением дозы и D0 составляла для клеток в ранней фазе S 130, в середине фазы S 160, на границе фаз S и G2 90, в фазе G2 80, в начале фазы Gi 130 и на границе фаз Gi и S 190 нг/мл. Резкое снижение выжившей фракции в асинхронной культуре показывает, что, несмотря на определенные колебания чувствительности по циклу, адриамицин эффективно убивает клетки во всех фазах цикла.