Związki pochodzenia naturalnego modulujące starzenie i śmierć

Postępy Biochemii 60 (2) 2014 207

Magdalena Dudkowska1,*

Karolina Kucharewicz2

1Instytut Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego PAN, Warszawa 2Kolegium Międzywydziałowych Indywidual-nych Studiów Matematyczno-Przyrodniczych, (MISMaP), Uniwersytet Warszawski, Warsza-wa

*Pracownia Molekularnych Podstaw Starzenia, Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN, ul. Pasteura 3, 02-093 Warszawa; tel. (22) 589 22 50, e-mail: [email protected]

Artykuł otrzymano 25 marca 2014 r.Artykuł zaakceptowano 14 kwietnia 2014 r.

Słowa kluczowe: związki naturalne, restrykcja kaloryczna, starzenie komórkowe, śmierć ko-mórkowa, długowieczność, odmładzanie

Wykaz skrótów: DNMT (ang. DNA methyl-transferases) — metylotransferaza DNA; GH (ang. growth hormone) — hormon wzrostu; HAT (ang. histone acetyltransferases) — acety-lotransferaza histonów; HDAC (ang. histone deacetylase) — deacetylaza histonowa; hTERT (ang. human telomerase reverse transcriptase) — katalityczna podjednostka telomerazy; IGF-1 (ang. insulinlike growth factor 1) — insulinopo-dobny czynnik wzrostu 1; mTOR (ang. mam-malian target of rapamycin) — kinaza białkowa mTOR; RFT — reaktywne formy tlenu; SASP (ang. senescence-associated secretory phenotype) — fenotyp wydzielniczy związany ze starze-niem; SIRT1 — NAD+-zależna deacetylaza

Związki pochodzenia naturalnego modulujące starzenie i śmierć komórek

STRESZCZENIE

Substancje pochodzenia naturalnego od setek lat były stosowane w medycynie i ziołolecz-nictwie. Od dawna wiadomo o ich działaniu przeciwbakteryjnym, przeciwgrzybiczym,

przeciwnowotworowym, aktywności wspomagającej gojenie się ran czy wzmacniającej odporność. W ostatnich latach wzrasta zainteresowanie nimi jako źródłem związków natu-ralnych, które mogą modulować starzenie komórkowe. Szczególne zainteresowanie budzą takie z nich, które mogą wpływać na indukcję starzenia komórek nowotworowych, opóź-nienie starzenia komórek prawidłowych lub odwrócenie zmian związanych ze starzeniem komórek starych, czyli działające „odmładzająco”. Jak wykazano, niektóre związki natural-ne mogą jednocześnie promować starzenie komórek nowotworowych oraz zapobiegać mu w komórkach prawidłowych, stąd ich duży potencjał w terapii chorób wieku podeszłego. Związki te działają m.in. poprzez regulację szlaków sygnałowych biorących udział w proce-sie starzenia, jak ścieżki zależne od poziomu składników odżywczych i stanu energetyczne-go (ang. nutrient and energy sensing pathways). Ponadto mogą one wpływać na hamowanie bądź indukcję takich procesów jak synteza reaktywnych form tlenu, wydzielanie cytokin, skracanie telomerów czy zmiany epigenetyczne DNA. Często substancje pochodzenia natu-ralnego działają plejotropowo, czyli mogą wpływać na starzenie komórek w różny sposób np. poprzez bezpośrednią neutralizację wolnych rodników i regulacje innych ścieżek sygna-łowych. Ponadto, substancje pochodzenia naturalnego, często używane od lat np. jako przy-prawy przeważnie nie wykazują skutków ubocznych. Dlatego ich zastosowanie jako suple-mentów diety bądź w terapii nawet przez dłuższy czas wydaje się stosunkowo bezpieczne.

WPROWADZENIE

Substancje pochodzenia naturalnego były stosowane w medycynie i zioło-lecznictwie od setek lat. We współczesnej medycynie, opartej głównie na związ-kach syntetyzowanych chemicznie, wyszły z użycia lub zostały zapomniane. W ostatnich czasach substancje pochodzenia naturalnego wzbudzają zaintere-sowanie jako źródło związków biologicznie czynnych. Od wieków znane były ze swych właściwości np. antybakteryjnych, przeciwzapalnych czy przeciwno-wotworowych. Dziś, kiedy ich działanie w wielu przypadkach poparte jest ba-daniami naukowymi, budzą na nowo zainteresowanie. Należą do nich liczne roślinne polifenole, np. resweratrol i kurkumina, różne alkaloidy lub hormony, np. melatonina.

W ostatnich dziesięcioleciach znacznie wydłuża się średnia długość życia i systematycznie wrasta liczba osób w podeszłym wieku. Żyjemy dłużej, ale też chorujemy przewlekle, co powoduje, że leczenie jest coraz droższe. Chociaż nie można wyeliminować starzenia, jego opóźnienie oraz spowolnienie pojawiania się i rozwoju chorób związanych z wiekiem ma nie tylko na celu poprawę jako-ści życia, ale ma także istotny wymiar ekonomiczny. Dlatego też wzrasta liczba badań dotyczących samego procesu starzenia, jak i możliwości jego regulacji. Wiele badań wskazuje na to, że restrykcja kaloryczna może wpływać korzystnie na wydłużenie życia zwierząt. Jednak nie ma dostatecznych dowodów na to, że podobnie może ona działać na człowieka. Ponadto, ograniczenia diety są nie-komfortowe dla ludzi. Dlatego rośnie zainteresowanie substancjami pochodze-nia naturalnego, które mogą modulować proces starzenia naśladując zmiany, jakie obserwuje się przy stosowaniu restrykcji kalorycznej. Szereg związków na-turalnych reguluje aktywność szlaków sygnałowych zależnych od dostępu sub-stancji odżywczych (ang. nutrient sygnaling pathways), czy stanu energetycznego.

Opublikowano dotąd wyniki wielu badań wskazujące na wpływ substancji pochodzenia naturalnego zarówno na przyspieszenie, jak i opóźnienie starze-nia komórkowego oraz na długość życia zwierząt modelowych tj. Cenorhabditis elegans, muszki owocowej, myszy, a także ludzi [1]. Coraz więcej wiemy na te-mat mechanizmów działania związków pochodzenia naturalnego. Możliwość wywołania starzenia komórek nowotworowych, a więc w ten sposób zatrzyma-nia ich proliferacji, ma szczególne znaczenie zwłaszcza w walce z nowotwora-

208 www.postepybiochemii.pl

mi opornymi na indukcję apoptozy. Istotny jest także fakt, że starzenie komórek nowotworowych można wywołać związkami stosowanymi dotąd w chemioterapii, jednak stosując niższe ich dawki, co zmniejsza efekty uboczne na komórki prawidłowe. Starzenie jest więc alternatywną dro-gą walki z nowotworami i stanowi ostatnio przedmiot in-tensywnych badań. Tak więc, regulacja procesu starzenia może mieć różne cele. Z jednej strony przeciwdziałanie sta-rzeniu poprzez spowolnienie starzenia komórek prawidło-wych, selektywną eliminację komórek starych czy działanie w kierunku ich odmłodzenia, z drugiej zaś indukcję starze-nia jako formę walki z nowotworami. Wydaje się, że związ-ki pochodzenia naturalnego mogą okazać się przydatne w realizacji powyższych celów (Ryc. 1).

RESTRYKCJA KALORYCZNA

Jak wykazano restrykcja kaloryczna, rozumiana jako obniżenie wartości kalorycznej pożywienia przy jednocze-snym zapewnieniu wszystkich niezbędnych składników do prawidłowego wzrostu i rozwoju organizmu, może wy-dłużać życie. Badania takie przeprowadzono na C. elegans, muszce owocowej, gryzoniach czy małpach [2,3]. Restryk-cja taka nie może być zbyt duża, gdyż prowadzi wówczas do wielu zmian patologicznych i zwiększonej śmiertelno-ści. Chociaż restrykcja o 30% wydłużała rezusom życie, trudno przypuszczać czy równie skuteczna byłaby dla ludzi. Wątpliwe jest także, aby ludzie dobrowolnie chcie-li poddać się podobnym ograniczeniom. Ciągle niewiele wiemy o wpływie restrykcji kalorycznej na życie ludzi. Po-nadto badania wskazują, że nie tylko sama restrykcja, ale i skład pożywienia może wpływać zarówno na długość, jak

i jakość życia. Willcox i wsp. [4] w 2006 roku przedstawili wyniki badań dotyczące wpływu restrykcji kalorycznej na zdrowie i długość życia Japończyków z Okinawy. Zawar-tość kaloryczna pożywienia mieszkańców tej wyspy, znaj-dującej się pod okupacją amerykańską od drugiej wojny światowej aż do 1972 r., była niższa o około 11% niż innych Japończyków. Składała się ona głównie z produktów po-chodzenia roślinnego, a była uboga w mięso i ryby. Wyka-zano, że średnia długość życia zarówno kobiet i mężczyzn z Okinawy jest wyższa niż innych Japończyków. Również liczba stulatków stąd pochodzących jest proporcjonalnie 4–5-krotnie wyższa niż spośród mieszkańców innych kra-jów rozwiniętych. Zauważono ponadto, że Japończycy ci nie tylko żyją dłużej, ale też później i rzadziej pojawiają się u nich choroby związane z wiekiem, takie jak nowotwory czy choroby serca. Jest to niewątpliwie skutek nie tylko re-strykcji kalorycznej, ale i sposobu żywienia. Jak wykazano bowiem, rodzaj diety wpływa na zdrowie i długość życia np. dieta bogata w warzywa i owoce zmniejsza prawdopo-dobieństwo zachorowania na nowotwory trzustki [5]. Jed-nak zależność między restrykcją kaloryczną, dietą bogatszą w składniki pochodzenia roślinnego a wydłużaniem życia nie jest tak prosta. Ssaki naczelne, nawet blisko spokrew-nione z człowiekiem, nie żyją od nas dłużej, a przecież ich dieta składa się głównie z owoców i warzyw (choć rów-nież w przypadku małp restrykcja kaloryczna prowadziła do wydłużenia ich życia) [6,7]. Zhao i wsp. [8] zbadali czy u ludzi doszło np. do mutacji genetycznych naśladujących zmiany obserwowane w przypadku stosowania restrykcji kalorycznej. Tłumaczyłoby to fakt, że żyjemy dłużej niż inne naczelne oraz, że ograniczona dieta nie będzie miała

Rycina 1. Działanie związków naturalnych na komórki prawidłowe, stare i nowotworowe. Związki naturalne działają poprzez: A) opóźnianie starzenia komórek prawi-dłowych, B) działanie „odmładzające” na komórki stare, C) hamowanie transformacji nowotworowej komórek, które uległy uszkodzeniom DNA, D) indukcję starzenia komórek nowotworowych.


takich pozytywnych efektów jak u innych zwierząt. Jed-nak wyniki badań dowiodły, że tak nie jest. Transkryptom (wzór ekspresji genów) u człowieka podobny jest do in-nych naczelnych i przypomina raczej taki jaki mają myszy karmione ad libitum, niż poddane restrykcji kalorycznej. Można więc oczekiwać, że ograniczenia takie u ludzi mogą mieć pozytywny efekt na długość życia. Shanley i Kirkwo-od zauważyli jednak, że na długowieczność wpływ ma nie tylko dieta, ale i środowisko. Małe ssaki inaczej reagują na ograniczenie pożywienia niż większe, dlatego wyni-ków uzyskanych w doświadczeniach przeprowadzonych na gryzoniach nie powinno się przekładać bezpośrednio na ludzi [9,10]. Badania dotyczące ludzi przemawiają za tym, że restrykcja kaloryczna połączona ze zmianą diety wpływa korzystnie nie tyle na wydłużenie życia, ale na jego jakość, czyli zdrowie i opóźnienie wystąpienia chorób związanych z wiekiem [2,11,12]. Mimo płynących z tego korzyści trudno sobie wyobrazić, żeby przy tak łatwym dostępie do pożywienia w krajach rozwiniętych ludzie bez oporów poddaliby się ograniczeniom diety. Dlatego istotne wydają się poszukiwania substancji, które mogły-by wywoływać zmiany naśladujące te, które pojawiają się przy stosowaniu restrykcji kalorycznej. W ten sposób nie ograniczając spożycia, a stosując przy tym odpowiednie suplementy, moglibyśmy wpływać korzystnie na nasze zdrowie, a jednocześnie opóźniać starzenie.

SZLAK ZALEŻNY OD HORMONU WZROSTU I IGF-1

Poziom dostępności składników odżywczych i stan ener-getyczny odbierany jest przez komórki za pośrednictwem specyficznych „sensorów”. Należą do nich szlaki sygnało-we biorące udział w odpowiedzi na bodziec jakim jest po-żywienie (ang. nutrient sensing pathways). Jednym z nich jest szlak: hormon wzrostu/insulinopodobny czynnik wzro-stu-1 (GH/IGF-1, ang. growth hormone/insulinlike growth factor 1). IGF-1 produkowany jest w odpowiedzi na wzrost poziomu GH przez wiele komórek, zwłaszcza przez hepa-tocyty. Zarówno IGF-1 jak i insulina aktywują ten sam szlak sygnałowy, który m.in. prowadzi poprzez kinazę AKT do regulacji aktywności białek z rodziny FOXO oraz wpływa na tworzenie się kompleksów mTOR (ang. mammalian tar-get of rapamycin) [13], (Ryc. 2). Białka FOXO są czynnikami transkrypcyjnymi regulującymi ekspresję genów kodują-cych białka związane z hamowaniem cyklu komórkowego, opornością na stres czy apoptozą. Natomiast kinaza mTOR, w zależności od kompleksu białek z nią związanych, może wpływać np. na metabolizm lipidów, translację, wzrost, czy autofagię, o czym będzie mowa dalej.

Szlak zależny od IGF-1 odgrywa istotną rolę w procesie starzenia. Jak zauważono poziom IGF-1 spada z wiekiem. Sugeruje to, że jego wzrost mógłby działać korzystnie, czy-li przeciwstarzeniowo. Istotnie w niektórych przypadkach

Rycina 2. Schemat działania związków naturalnych na szlaki sygnałowe regulowane przez restrykcję kaloryczną. Związki naturalne przeciwdziałają syntezie cytokin pro-zapalnych przez działanie na czynnik transkrypcyjny NF-kB (melatonina, kurkumina), prowadzą do wzrostu poziomu autofagii poprzez hamowanie aktywności kinazy mTOR (rapamycyna, kurkumina, kwercetyna, resweratrol), a także wpływają na zmiany syntezy i aktywność wielu białek tj. czynników transkrypcyjnych (FOXO, p53) poprzez aktywację NAD+-zależnej deacetylazy SIRT1 (monakolina, resweratrol). CR — receptor dla cytokin; GH — hormon wzrostu; IGFR — receptor dla insulinopodob-nego czynnika wzrostu; IR — receptor dla insuliny; mTORC1 — kompleks 1 mTOR


tak jest. Wiadomo, że niedowidzenie jest jedną ze zmian patologicznych charakterystycznych dla wieku podeszłego i dotyczy to nie tylko ludzi, ale i zwierząt. Zauważono, że podawanie IGF-1 dorosłym szczurom z wywołanym niedo-widzeniem poprawiało plastyczność ich kory wzrokowej co stwierdzono m.in. na podstawie badania jej potencjałów [14]. Mogłoby się więc wydawać, że wzrost poziomu IGF-1 np. indukowany GH powinien przeciwdziałać starzeniu, ale paradoksalnie to właśnie obniżanie poziomu hormonu wzrostu sprzyja długowieczności.

Myszy z niedoborem hormonu wzrostu żyją dłużej. Za-obserwowano u nich większą oporność na stres i wzrost syntezy enzymów antyoksydacyjnych [15]. Całkowite za-hamowanie szlaku zależnego od IGF-1 okazało się letalne, podczas gdy obniżenie jego aktywności powoduje wydłu-żenie życia myszy. Zahamowanie szlaku zależnego od IGF-1 poprzez mutację p110α podjednostki kinazy PI3K, prowa-dzącą do częściowej inaktywacji tej kinazy, przeciwdziała pojawiającym się z wiekiem zmianom u samców myszy, takim jak zmniejszona wrażliwość na insulinę czy nagro-madzanie tłuszczu. Częściowe zahamowanie aktywności PI3K miałoby w tym wypadku prowadzić do wydłużenia życia myszy [16]. Wysoki poziom hormonu wzrostu, jak i IGF-1 jest potrzebny w czasie rozwoju, dopiero z wiekiem się obniża. Jego spadek zaobserwowano zarówno w prawi-dłowym jak i przyspieszonym starzeniu u myszy.

U diabetyków z niedoborem receptora hormonu wzro-stu, podobnie jak u osób z mutacją genu IGF-1 powodującą jego niedobór, nie zaobserwowano przypadków nowotwo-rów. Jednak długość życia osób bez IGF-1 była o ponad po-łowę krótsza niż osób zdrowych, które tej mutacji nie miały. Zatem krótsza długość życia mogła być przyczyną braku u nich nowotworów [17]. Wśród stuletnich Żydów aszkena-zyjskich zaobserwowano występowanie mutacji genu re-ceptora IGF-1 prowadzącej do osłabienia jego aktywności [18]. Wydaje się, że osłabienie działania IGF-1 może sprzy-jać długowieczności podczas gdy brak IGF-1 raczej nie.

Na aktywność szlaku GH/IGF-1 wpływają nie tylko róż-nego rodzaju mutacje, ale również szereg substancji pocho-dzenia naturalnego np. polifenole roślinne. Zaobserwowano, że resweratrol, polifenol pochodzenia roślinnego występu-jący w ciemnych winogronach, owocach morwy czy czarnej porzeczki, może obniżać poziom IGF-1 u myszy w średnim wieku będących na wysokokalorycznej diecie. Wydłużał im życie w stosunku do myszy kontrolnych, przywracał wrażli-wość na insulinę, prowadził do wzrostu aktywności kinazy aktywowanej AMP (AMPK, ang. 5’AMP-activated protein ki-nase) i poprawy funkcjonowania mitochondriów. Jednak ta-kich zmian nie obserwowano u myszy karmionych standar-dowo [19]. Podobny efekt, czyli wydłużający życie, wykazały polifenole z rooibosa (Aspalathus linearis) o właściwościach antyoksydacyjnych, których głównymi składnikami są di-hydrochalkon i aspalatyna. Aspalatyna zwiększała oporność na stres Caenorhabditis elegans, regulując prawdopodobnie szlak IGF-1/Daf-16 (Daf-16 to występujący u nicieni ortolog FOXO), co prowadziło do wydłużenia ich życia [20]. Nato-miast szczury, którym podano do hipokampa kwas kainowy, powodujący drgawki podobne do napadów epilepsji, zacho-wywały lepsze zdolności poznawcze, o ile przez 8 tygodni

przed podaniem kainianu były karmione dietą zawierającą 2% polifenoli z czarnych jagód. Stwierdzono u tych zwie-rząt spadek poziomu cytokin prozapalnych takich jak IL-1β, TNF-α, któremu towarzyszy obniżenie aktywności NFκB i wzrost poziomu IGF-1 [21]. Wyniki te wskazują na to, że polifenole z czarnych jagód mogą mieć znaczenie w spowal-nianiu rozwoju chorób neurodegeneracyjnych, a więc tych, których ryzyko występowania wzrasta z wiekiem.

Kolejna grupa polifenoli, tym razem z czarnej herbaty, działała hamująco na szlak IGF-1/FOXO prowadząc do wzrostu aktywności FOXO1a, co obserwowano w komór-kach linii 293 i komórkach nowotworu wątroby linii HL1c. Towarzyszył temu spadek w nich ekspresji genu kodujące-go PEPCK (ang. phosphoenolpyruvate carboxykinase), białko biorące udział w regulacji glukoneogenezy w wątrobie. Au-torzy sugerują, że polifenole z herbaty mogą mieć znaczenie w przeciwdziałaniu chorobom pojawiającym się z wiekiem, a szczególnie cukrzycy typu II [22].

Wpływ na rozwój cukrzycy typu II ma też stan zapalny i stres oksydacyjny, których pojawieniu się sprzyja otyłość. Melatonina, ssaczy hormon o właściwościach antyoksyda-cyjnych, podawana otyłym szczurom z cukrzycą, prowa-dziła do zmniejszenia poziomu cytokin prozapalnych (IL-6 i TNF-α oraz łagodziła stres oksydacyjny, a co za tym idzie przeciwdziałała rozwojowi choroby [23]. Trudno jest te wy-niki przekładać na ludzi, gdyż szczury w przeciwieństwie do ludzi prowadzą nocny tryb życia, więc muszą mieć róż-ną od ludzi regulację poziomu melatoniny. Jednak zarówno badania wskazujące na związek pomiędzy polimorfizmem MTNRIB, genu kodującego receptor melatoniny MT2 a cu-krzycą typu II oraz na stwierdzony niższy poziom melato-niny u cukrzyków sugerują, że i u ludzi może ona przeciw-działać rozwojowi tej choroby [24].

Powyższe przykłady wskazują na to, że substancje po-chodzenia naturalnego mogą modulować szlak sygnałowy zależny od IGF-1, co może mieć znaczenie w opóźnieniu pojawienia się chorób związanych z wiekiem, jak też łago-dzeniu ich objawów.

SZLAK ZALEŻNY OD mTOR PROWADZĄCY DO AUTOFAGII

Kinazę mTOR (ang. mammalian target of rapamycin) moż-na zaliczyć do czujników dostępności składników odżyw-czych, gdyż jest sensorem wysokiego stężenia aminokwa-sów. mTOR bierze udział w wielu procesach fizjologicz-nych takich jak wzrost, autofagia czy starzenie komórkowe (Ryc. 2 i 3). Wzrost jej aktywności, przy jednoczesnym za-hamowaniu cyklu komórkowego, prowadzi do starzenia, podczas gdy jej spadek wiązany jest z aktywacją procesu autofagii [13,25]. Autofagię pierwotnie opisano jako odpo-wiedź komórki na głodzenie. Obecnie wiadomo, że jest ona aktywowana w odpowiedzi na różnego rodzaju stres.

Aktywność kinazy mTOR rośnie z wiekiem, a wzmożo-ną aktywność szlaku zależnego od mTOR stwierdzono w szeregu chorób związanych z wiekiem, takich jak cukrzy-ca typu II, nowotwory, choroba Alzheimera, Parkinsona czy choroby układu krążenia. Restrykcja kaloryczna, która


sprzyja długowieczności, prowadzi do obniżenia aktyw-ności mTOR. Wynika z tego, że hamowanie aktywności tej kinazy może naśladować działanie restrykcji kalorycznej, a tym samym korzystnie wpływać na wydłużenie życia. Istotnie, taką zależność zaobserwowano u zwierząt mode-lowych, takich jak np. nicień, muszka owocowa czy mysz [26,27].

Nie tylko poprzez niskokaloryczną dietę można wpły-wać na aktywność mTOR, ale także stosując różnego rodzaju związki pochodzenia naturalnego, jak i uzyskane syntetycz-nie. Jednym z takich związków jest rapamycyna, wyizolowana z bakterii Streptomyces hygroscopius szczepu AY B994, stosowa-na po przeszczepach w immunosupresji. Podawana z poży-wieniem myszom zarówno 9. i 20. miesięcznym prowadziła do wydłużenia ich życia. U myszy tych zaobserwowano spa-dek zachorowalności na nowotwory. Ponadto stwierdzono, że rapamycyna wpłynęła korzystnie na szereg zmian patolo-gicznych pojawiających się z wiekiem. Zaobserwowano u tych zwierząt mniejsze zmiany degeneracyjne wątroby, ścięgna Achillesa czy łagodniejszą hiperplazję endometrium. Jednak pojawiły się też zmiany niekorzystne, jak zmętnienie soczewki czy zaburzenia spermatogenezy [27,28]. Podobnie, zaburzenia spermatogenezy pod wpływem rapamycyny zaobserwowano również u mężczyzn po transplantacji nerek [29].

Długoterminowe podawanie myszom rapamycyny może przeciwdziałać rozwojowi chorób wieku podeszłego. Poda-wana przez 10 tygodni prowadziła do zmiany profilu białko-wego w sercu do takiego, jaki jest charakterystyczny dla my-szy dużo młodszych. Jest to przykład swego rodzaju działa-nia „odmładzającego” tego związku u myszy zdrowych [30].

Hamowanie aktywności mTOR może mieć także istotne znaczenie w chorobach charakteryzujących się przyspieszo-nym starzeniem u ludzi. Jedną z nich jest zespół Hutchin- son’a-Gilford’a (ang. Hutchinson-Gilford progeria syndrome). W chorobie tej w wyniku mutacji w genie LMNA, kodu-

jącym laminę A, powstaje progeryna, białko o zmienionej strukturze, akumulujące się w komórce i tworzące agrega-ty. Prowadzi to do uszkodzeń jądra komórkowego i przy-spieszonego skracania telomerów. Następstwem tego są uszkodzenia DNA prowadzące do aktywacji ścieżki DDR i zatrzymania cyklu komórkowego (ścieżka DDR jest omó-wiona szerzej w rozdziale Z. Korwka). Rapamycyna nie tyl-ko spowalniała proces starzenia fibroblastów HGPS in vitro, ale też prowadziła do aktywacji autofagii i do autofagoso-malnej degradacji agregatów progeryny [31,32]. W związku z tym autorzy sugerują, że rapamycyna może być skutecz-na w walce z rozwojem HGPS. Jednakże ze względu na jej szereg skutków ubocznych, zastosowanie rapamycyny jest raczej ograniczone. Dlatego zsyntetyzowano wiele jej po-chodnych tzw. rapalogów, powodujących mniejsze skutki uboczne.

Na aktywność mTOR hamująco mogą działać również polifenole zawarte w oliwie z oliwek. W ten sposób, jak rów-nież przez aktywację kinazy AMPK, mogą one prowadzić do wzrostu poziomu autofagii, a to z kolei do wzmożonej degra-dacji nagromadzających się z wiekiem uszkodzonych białek i organelli komórkowych. Taki rodzaj „oczyszczania” mógłby przeciwdziałać starzeniu [33]. Wraz z wiekiem spada zarów-no poziom autofagii, jak też aktywność proteasomu. Prowadzi to do nagromadzania się uszkodzonych białek, jak również sprzyja tworzeniu się agregatów białkowych oraz wzrostowi stresu siateczki śródplazmatycznej. Dlatego wzrost poziomu autofagii pozwala na skuteczniejszą ochronę komórki przed gromadzeniem uszkodzeń. Taki pozytywny skutek indukcji autofagii poprzez zahamowanie aktywności mTOR zaobser-wowano w prawidłowych fibroblastach, w których podanie resweratrolu zapobiegało starzeniu tych komórek [34].

Istnieją jednak przypadki, w których to właśnie aktywa-cja mTOR i starzenia komórkowego może mieć korzystne przeciwnowotworowe działanie. Osoby z marskością wą-troby bardzo często zapadają na nowotwory tego narządu. Wykazano, że wzbogacenie diety aminokwasami (szczegól-nie leucyną) prowadziło u osób z marskością wątroby do spadku zachorowań na nowotwory tego narządu [35]. W tym przypadku wzrost aktywności mTOR i indukcja starze-nia komórkowego, które wiąże się z trwałym zatrzymaniem proliferacji komórek, jest formą ochrony przed neoplazją.

Wzmożoną autofagię często obserwuje się w komórkach nowotworowych zwłaszcza po zastosowaniu związków cyto-toksycznych. Komórki w ten sposób starają się przetrwać stres. Często działanie podawanych związków powoduje śmierć komórek nowotworowych, ale też zdarza się, że komórki te przeżywają. Autofagia może prowadzić do śmierci tzw. śmier-ci typu II (typ I to apoptoza). Dlatego hamowanie aktywności mTOR stanowi jeden z celów terapii przeciwnowotworowej, który wydaje się mieć szczególne znaczenie w przypadku nowotworów opornych na indukcję apoptozy [36]. Komórki oporne na radioterapię stawały się na nią wrażliwe, gdy do-prowadziło się w nich do wzrostu poziomu autofagii przez zahamowanie aktywności mTOR np. rapamycyną [37,38]. Po-dobnie kurkumina, polifenol otrzymywany z kłączy ostrzyża długiego (Curcuma longa), składnik pochodzącej z Indii przy-prawy curry, wzmacniała działanie radioterapii stosowanej w leczeniu białaczki. Kurkumina powodowała zatrzymanie ko-

Rycina 3. Szlaki zależne od AMPK i mTOR prowadzące do autofagii i wzrostu. AMP — adenozynomonofosforan; ATP — adenozynotrifosforan; (FIP200, ULK1, Atg13) — białka inicjujące procesy powstania autofagosomu; mTORC1 — kom-pleks 1 mTOR


mórek nowotworu w fazie G2/M cyklu komórkowego, wzrost syntezy p21WAF1/CIP1 i p53 oraz spadek aktywności mTOR [39].

Zahamowanie kinazy mTOR może również wzmacniać działanie leków przeciwnowotworowych. Taki efekt obserwo-wano w przypadku komórek raka piersi. Polifenole z wino-gron, resweratrol, kwercetyna i katechina nie tylko wzmagały działanie gefitinibu, leku przeciwnowotworowego, inhibitora receptora dla czynnika wzrostu naskórka (EGF, ang. epidermal growth factor), ale również przełamywały oporność na ten lek. Działanie to potwierdziły badania in vivo na myszach. Powyż-sze polifenole podawane równolegle z gefitinibem prowadziły do zahamowania wzrostu guzów, zapobiegały ich przerzutom działając przez hamowanie szlaku mTOR/AKT i aktywację AMPK [40]. Analogicznie sama kwercetyna przeciwdziałała wzrostowi i angiogenezie nowotworu prostaty u myszy [41].

Przeciwnowotworowe działanie kurkuminy zarówno in vitro jak i in vivo jest bardzo dobrze udokumentowane. Na przykład hamując szlak PI3K/AKT/FOXO, indukowała ona zależną od kaspaz apoptozę w komórkach kilku linii złośli-wych białaczek [42]. Podawana w dawce 250mg/kg/dzień przez 14 dni myszom z wszczepionym ludzkim mięsakiem gładkokomórkowym (ang. uterine leiomyosarcoma) hamowała aktywność mTOR i proliferację nowotworu [43]. W Pracow-ni Molekularnych Podstaw Starzenia Instytutu im. Marcelego Nenckiego od wielu lat prowadzone są badania dotyczące wpływu kurkuminy na wzrost, starzenie i śmierć komórek no-wotworowych i prawidłowych. Liczne prace wskazują na hor-metyczne działanie tego polifenolu tzn. korzystne w niższych dawkach, a zgubne w dawkach wysokich [44,45]. Jednak kur-kumina nie tylko działa przeciwnowotworowo przez induk-cję apoptozy. Może ona także prowadzić do starzenia komó-rek nowotworowych powodując zahamowanie ich wzrostu. Starzenie takie wywołano kurkuminą podawaną w niskich dawkach 7,5 mM - 15 mM, które tylko w nieznacznym stopniu powodują śmierć w komórkach mięsaka kościopochodnego U2OS, raka okrężnicy HCT116 oraz raka piersi MCF-7 [46]. Starzenie komórkowe obserwowano zarówno w linii komó-rek HCT116 posiadających p53, jak i pozbawionych genu tego białka. W obu przypadkach dochodziło do zatrzymania cy-klu komórkowego i wzrostu syntezy p21WAF1/CIP1, choć w ko-mórkach HCT116 bez funkcjonalnego p53 indukcja syntezy p21WAF1/CIP1 zachodziła na drodze niezależnej od p53. Starze-niu temu towarzyszył wzrost poziomu autofagii, której zaha-mowanie przez siRNA skierowane przeciwko Atg5, białku biorącemu udział w tworzeniu autofagosomu, przeciwdzia-łało indukcji starzenia komórkowego. Wskazuje to na ścisły związek autofagii i starzenia [46].

Podobnie, indukcję autofagii i starzenia zaobserwowano pod wpływem melatoniny i jej pochodnej, odpowiednio w komórkach HCT116 i MCF-7 [47], (wyniki nieopublikowane). Innym związkiem naturalnym o działaniu przeciwnowotwo-rowym jest berberyna, alkaloid występujący m.in. w różnych odmianach berberysu. Jak wykazano, alkaloid ten może po-wodować śmierć komórek nowotworowych wątroby HepG2 i MHCC97-L, indukując w nich apoptozę bądź śmierć w wyni-ku nadmiernej autofagii [48].

Powyższe przykłady wskazują na możliwości wykorzysta-nia substancji pochodzenia naturalnego modulujących szlaki

zależne od mTOR, w tym prowadzące do starzenia i autofagii, zarówno w opóźnianiu starzenia, jak i przeciwdziałaniu cho-robom wieku podeszłego oraz w terapii przeciwnowotworo-wej.

TELOMERY I TELOMERAZA

Jedną z postulowanych przyczyn starzenia się organi-zmów i spadku ich zdolności do regeneracji wraz z wiekiem jest starzenie replikacyjne. Starzeniu replikacyjnemu nie ulegają komórki nowotworowe. Ponad 85% nowotworów posiada dostatecznie wysoki poziom telomerazy, enzymu o aktywności odwrotnej transkryptazy, który dobudowuje powtarzalne sekwencje telomerowe do końca chromoso-mów i zapobiega starzeniu replikacyjnemu. Natomiast w wielu komórkach somatycznych poziom telomerazy jest zbyt niski by chronić telomery przed skracaniem [49].

Indukowanie starzenia bądź śmierci komórek nowotwo-rowych poprzez hamowanie aktywności telomerazy jest kolejnym celem terapeutycznym. Odkrywamy coraz więcej naturalnych związków, które właśnie poprzez regulację ak-tywności telomerazy, są w stanie hamować proliferację i in-dukować apoptozę komórek nowotworowych. Jest to głów-ny mechanizm przeciwnowotworowego działania katechin z herbaty, co ciekawe w stężeniu zbliżonym do tego, które osiągane jest we krwi w wyniku spożycia kilku filiżanek zie-lonej herbaty [50]. Najwyższą aktywność przeciwnowotwo-rową wśród składników zielonej herbaty wykazuje galusan epigallokatechiny (EGCG). Jak wykazali Berletch i wsp. [51] związek ten w komórkach nowotworu piersi MCF-7 powo-duje spadek poziomu mRNA hTERT (ang. human telomerase reverse transcriptase), katalitycznej podjednostki telomerazy, odpowiedzialnej za aktywność tego enzymu. Jak wiadomo ekspresja genów zależna jest nie tylko od aparatu transkryp-cyjnego, ale również od dostępności sekwencji DNA, która wynika z jej modyfikacji epigenetycznych np. metylacji. W wyniku traktowania komórek MCF-7 EGCG obserwowano spadek metylacji miejsc wiązania czynnika E2F-1 do promo-tora genu hTERT, jak również spadek acetylacji histonu H3 (lys9). Oba te procesy prowadzą do przyłączenia czynnika transkrypcyjnego E2F-1 do genu telomerazy, a E2F-1 w tym wypadku działa jako supresor transkrypcji.

Podobne właściwości do katechin wykazują inne związki naturalne, jak na przykład witamina E. Występuje ona w postaci ośmiu form związków, które dzielimy na dwie gru-py tokoferole i tokotrienole, różniące się obecnością wiązań nienasyconych w łańcuchu bocznym. Możliwe, że to wła-śnie nienasycony łańcuch tokotrienoli umożliwia im lepsze przenikanie przez błony komórkowe i większą aktywność przeciwnowotworową [52]. Eitsuka i wsp. [53] wykazali, że δ-tokotrienol znacząco hamuje aktywność telomerazy w ko-mórkach gruczolakoraka jelita grubego DLD-1 poprzez spa-dek poziomu mRNA hTERT. Co więcej, otrzymane przez nich wyniki sugerują możliwy mechanizm tego procesu. Tokotrienole znane są z regulacji syntezy takich białek jak kinaza AKT, związana ze wzrostem, proliferacją i przeży-ciem komórek oraz NF-κB, czynnik transkrypcyjny biorący udział w odpowiedzi komórki na stres. Mogą one wpływać także na poziom kinazy białkowej C (PKC, ang. protein ki-nase C), która poprzez fosforylację reguluje aktywność róż-


nych białek. Zahamowanie syntezy białka PKC powoduje obniżenie poziomu onkogenu c-Myc, który jako czynnik transkrypcyjny zaangażowany jest w regulację syntezy podjednostki katalitycznej hTERT telomerazy. Również kurkumina wpływa hamująco na aktywność telomerazy, co wiąże się z przełamaniem nieśmiertelności komórek no-wotworowych, które w przeciwieństwie do komórek soma-tycznych charakteryzują się wysokim poziomem syntezy i aktywności tego enzymu. Po traktowaniu kurkuminą ko-mórek nowotworu piersi MCF-7 zauważono istotny spadek przeżywalności komórek w porównaniu do prawidłowych komórek nabłonkowych sutka MCF-10A. Dodatkowo, w wyniku traktowania 100 μM kurkuminą drastycznie spadał (o 81%) poziom mRNA hTERT w komórkach MCF-7. Nato-miast komórki MCF-10A nie wykazywały istotnych zmian proliferacji oraz syntezy białek w wyniku działania kurku-miny [54].

Szereg badań wskazuje na możliwość przywrócenia aktyw-ności telomerazy w komórkach prawidłowych i zahamowania ich starzenia. Doświadczenia przeprowadzone na modelach mysich wskazują na poprawę zdolności do regeneracji tkanek, zwiększenie średniej długości życia zwierząt oraz opóźnienie starzenia w wyniku nadprodukcji telomerazy. Znane są też aktywatory telomerazy. Pierwszym, opisanym aktywatorem tego enzymu zarówno in vitro jak i in vivo był pochodzący z korzenia traganka (Astragalus membranaceus) związek, znany pod nazwą handlową jako TA-65 (ang. Telomerase Activator-65) [55]. Ekstrakt z traganka używany był od stuleci w medycy-nie chińskiej, natomiast wyizolowanie z niego substancji ak-tywnej (TA-65) oraz potwierdzenie jej przeciwstarzeniowych właściwości nadało mu nowe znaczenie; stał się cennym su-plementem diety. TA-65 powoduje wzrost średniej długości telomerów oraz spadek odsetka krytycznie krótkich odcinków telomerowych w zarodkowych mysich fibroblastach. Suple-mentacja diety tym związkiem prowadzi do poprawy stanu zdrowia i wyższego poziomu telomerazy w niektórych tkan-kach myszy, co ważne nie zwiększając u nich ryzyka rozwo-ju nowotworów [56]. Badania nad dodatkiem TA-65 do diety ludzi potwierdzają jego pozytywny wpływ na organizm. U ochotników przyjmujących ten związek zauważono poprawę parametrów funkcjonowania układu krążenia, metabolizmu, wzmocnienie odporności oraz zwiększenie gęstości kości [55]. Przywrócenie aktywności telomerazy może być także celem terapii prowadzącej do „odmłodzenia” starych komórek w or-ganizmie. Traktowanie starych fibroblastów ludzkich miesza-niną bogatą w tokotrienole wydłuża ich telomery, przywraca im morfologię komórek młodych, obniża odsetek komórek SA-β-gal (SA-β-gal, ang. senescence-associated β-galactosidase, marker starych komórek) pozytywnych oraz powoduje wzno-wienie podziałów komórkowych [57]. Możliwość „odmłodze-nia” komórek starych jest dużą szansą w walce z chorobami wieku podeszłego oraz postępującą dysfunkcją tkanek poja-wiającą się z wiekiem.

Prowadzone badania nad telomerazą dążą do wykorzy-stania jej regulacji poprzez związki naturalne zarówno w in-dukcji starzenia w komórkach nowotworowych (katechiny, witamina E, kurkumina), zahamowania lub opóźnienia sta-rzenia komórek prawidłowych oraz odwrócenia fenotypu komórek starych (TA-65, tokotrienole). Istnieją także ogra-niczenia wykorzystania takich związków, ponieważ akty-

wacja telomerazy w komórkach prawidłowych wiąże się ze wzrostem ryzyka rozwoju nowotworów. U myszy trans-genicznych z nadprodukcją telomerazy oprócz wzrostu średniej długości życia o 10%, zaobserwowano zwiększoną zapadalność na nowotwory skóry oraz większą wrażliwość na czynniki kancerogenne [58]. Chociaż Bernardes de Jesus i wsp. [56,59] wykazali, iż aktywacja telomerazy u myszy poprzez podanie związku TA-65, bądź adenowirusa, kodu-jącego białko TERT, wydłuża życie tych zwierząt, nie po-wodując u nich wzrostu zachorowania na nowotwory. Wy-daje się więc, że niezwykle istotne jest dokładne poznanie mechanizmów tego procesu oraz opracowanie bezpiecznej formy aktywacji telomerazy.

MODYFIKACJE EPIGENETYCZNE

Ze względu na identyczne sekwencje DNA, jakie posiadają komórki jednego organizmu różna ekspresja genów spowo-dowana jest między innymi modyfikacjami epigenetycznymi np. metylacją i acetylacją [60]. Zmiany te obserwowane są w komórkach od procesu embriogenezy po starzenie komór-kowe. W mysich, ludzkich i szczurzych komórkach starzeją-cych się replikacyjnie oraz ludzkich fibroblastach indukowa-nych do starzenia nadtlenkiem wodoru stwierdzono spadek metylacji DNA [61,62]. Wraz z globalną hipometylacją DNA w komórkach starych obserwowana jest także hipermetyla-cja specyficznych miejsc, tak zwanych wysp CpG, odpowie-dzialnych za wzrost, proliferację oraz ochronę komórek przed transformacją nowotworową [60]. Podczas starzenia komórek zachodzą również zmiany w acetylacji histonów, za które od-powiedzialne są acetylotransferaza histonów (HAT, ang. histo-ne acetyltransferase) oraz deacetylaza histonów (HDAC, ang. histone deacetylase) [63]. Co ciekawe podobne zmiany epigene-tyczne jak w komórkach starych obserwowane są także w ko-mórkach nowotworowych. Spadek metylacji DNA powoduje niestabilność materiału genetycznego, wzrost liczby mutacji, co może inicjować kancerogenezę. Natomiast hipermetylacja wybranych genów prowadzi do wyciszenia w komórkach no-wotworowych m.in. genów supresorowych nowotworów, ge-nów związanych z cyklem komórkowym, naprawą DNA czy apoptozą, zwiększając oporność tych komórek na chemio- i radioterapię. Detekcja zmian epigenetycznych bądź ingerencja w takie zmiany w komórkach wzbudza duże zainteresowanie jako potencjalny cel terapii przeciwnowotworowej [63].

W przeciwieństwie do wyciszenia genów poprzez mutacje (jak na przykład genów supresorowych nowotworów) inak-tywacja niektórych genów w wyniku zmian epigenetycznych jest procesem odwracalnym. Ekspresja genów może być re-aktywowana w wyniku działania różnych związków [63]. Istotnym związkiem w procesie metylacji DNA jest donor grupy metylowej, dlatego też istnieje szereg badań dotyczą-cych wpływu suplementacji diety kwasem foliowym, który jest prekursorem takiego związku. Kwas foliowy, witamina z grupy B, jest niezbędny m.in. do utrzymania właściwego poziomu metylacji DNA, a tym samym zapobiega niestabil-ności i uszkodzeniom materiału genetycznego [64]. Jednakże jego nadmiar, jak wykazał Duthie [65] może prowadzić do zwiększenia ryzyka rozwoju nowotworów. Nie powinien za-tem stanowić on suplementu codziennej diety, jeśli jesteśmy w stanie wraz z pożywieniem (np. warzywa liściaste) dostar-czyć potrzebną jego ilość.


EGCG oraz inne polifenole z zielonej herbaty powodują spadek aktywności enzymu odpowiedzialnego za metylację DNA, metylotransferazy DNA (DNMT, ang. DNA methyl-transferase). Aczkolwiek istnieją sprzeczne doniesienia na temat mechanizmu działania polifenoli na proces metyla-cji DNA [63]. Jak wykazał Fang i wsp. [66] EGCG bezpo-średnio hamuje aktywność DNMT, przyłączając się do jej miejsca aktywnego. Natomiast grupa Lee wykazała [67], że hamowanie tej metylotransferazy przez polifenole herbaty i inne flawonoidy z ugrupowaniem katecholowym jest zależ-ne od ich metylacji, podczas której powstaje S-adenozylo-L--homocysteina, niekompetycyjny inhibitor DNMT.

Genisteina, związek z grupy izoflawonoidów, występujący w dużych ilościach w nasionach soi oraz innych roślinach z rodziny bobowatych (Fabaceae) także wpływa na aktywność enzymów metylujących i acetylujących DNA. Dane epide-miologiczne wskazują na odwrotną zależność między sto-sowaniem tradycyjnej niskotłuszczowej, zaś bogatej w soję diety azjatyckiej, a ryzykiem rozwoju nowotworów piersi i prostaty u ludzi [63]. Wpływ genisteiny na modyfikacje epi-genetyczne DNA po raz pierwszy opisali Majid i wsp. [68], wyjaśniając w ten sposób mechanizm jej działania przeciw-nowotworowego. Związek ten w komórkach raka prostaty człowieka (zarówno w linii komórek androgenozależnych jak i nie) powoduje wzrost syntezy inhibitorów cyklu komórko-wego białek p21WAF1/CIP1 oraz p16Ink4a. Proces ten jest wynikiem braku metylacji w promotorze genu CDKN1A, kodującego p21WAF1/CIP1 oraz wzrostu acetylacji histonów 3 i 4 w miejscach startu transkrypcji genów obu białek, co ułatwia dostęp do tych fragmentów nici DNA, a tym samym aktywuje ich trank-srypcję. W komórkach nowotworu piersi MCF-7 traktowa-nych genisteiną obserwowano spadek syntezy DNMT [69].

Kolejnym związkiem o podobnym działaniu jest par-tenolid, seskwiterpenowy lakton występujący w liściach złocienia maruna (Tanacetum parthenium). Oprócz właści-wości przeciwzapalnych i przeciwmigrenowych wykazuje on również działanie przeciwnowotworowe. Dzięki obec-ności egzocyklicznej grupy metylenowej, partenolid może reagować z biologicznie ważnymi nukleofilami, zawiera-jącymi grupę tiolową, jak na przykład L-cysteina. Związek ten obniża aktywność DNMT, prawdopodobnie poprzez alkilacje grupy tiolowej Cys1226 w miejscu katalitycznym tej metylotransferazy oraz powoduje spadek syntezy białka DNMT w komórkach białaczkowych MV4-11 przez bloko-wanie przyłączenia się czynnika transkrypcyjnego Sp-1 do promotora genu DNMT [70]. Co więcej, w badaniach in vitro komórek białaczki, raka skóry i piersi traktowanych parte-nolidem wykazano, że poprzez aktywację kinazy ATM kie-ruje on deacetylazę histonową HDAC1 na drogę degradacji proteosomalnej zależną od ubikwityny, zwiększając w ten sposób poziom acetylacji białek istotnych w rozwoju nowo-tworu [71]. Podobnym mechanizmem działania charakte-ryzuje się kurkumina, która blokuje miejsce aktywne mety-lotransferazy DNMT. Kurkumina powoduje w ten sposób globalną hipometylację DNA w komórkach białaczki [72]. Również niektóre antybiotyki, jak na przykład plikamycy-na, produkowana przez Streptomyces plicatus czy apicydyna otrzymywana z Fusarium sp., wpływają na aktywność enzy-mów związanych z metylacją i acetylacją DNA [63].

Istotne znaczenie epigenetyki w starzeniu się organizmów oraz w procesie starzenia komórkowego potwierdzają rów-nież badania dotyczące białek z rodziny sirtuin. Wykazano, że aktywacja Sir2 wydłuża życie drożdży, muszek owoco-wych i nicieni. U ssaków opisano siedem ortologów tego genu - SIRT1-7. Białka SIRT są NAD+-zależnymi deacetyla-zami lizyny, zaangażowanymi w różnorodne procesy ko-mórkowe, takie jak metabolizm glukozy, starzenie i kance-rogeneza [73]. SIRT deacetylują m.in. histony przez co mogą wpływać na ekspresję różnych genów. SIRT1 działa hamują-co na transkrypcję genów kodujących m.in. czynniki trans-krypcyjne z rodzin FOXO i p53, związane z odpowiedzią na stres (omówione szerzej w rozdziale E. Sikory). Natomiast w odpowiedzi na uszkodzenia DNA białko to deacetyluje czynnik transkrypcyjny FOXO3, co prowadzi do zatrzyma-nia cyklu komórkowego, zahamowania apoptozy zależnej od FOXO by umożliwić naprawę DNA (Ryc. 2). Co więcej, komórki pozbawione SIRT1 charakteryzują się upośledzoną odpowiedzią na uszkodzenia DNA i nieprawidłowym syste-mem jego naprawy [63]. W wyniku zahamowania aktywno-ści SIRT1 może dojść do wzrostu liczby komórek ulegających apoptozie, co stanowi potencjalną drogę walki z nowotwo-rem. Dihydrokumaryna, używana jako środek aromatyzu-jący, występująca w nostrzyku żółtym (Melilotus officinalis), jest inhibitorem SIRT1. Olaharski i wsp. [74] wykazali wzrost acetylacji p53, wyższą wrażliwość na cytotoksyczne działa-nie tego związku oraz wzrost apoptozy w ludzkich komór-kach limfoblastycznych TK6 traktowanych dihydrokuma-ryną. SIRT1 reguluje ekspresję genów bezpośrednio przez deacetylacje histonów lub pośrednio przez aktywację innych białek. Białko to wykazuje zwiększoną aktywność szczegól-nie w warunkach restrykcji kalorycznej, bądź w obecności określonych związków, aktywatorów. Li i Tollefsbold [75] badając fibroblasty ludzkie, hodowane w pożywce z obni-żoną zawartością glukozy, co naśladowało warunki restryk-cji kalorycznej, wykazali wpływ SIRT1 na białko p16Ink4a. W komórkach tych spada synteza białka p16Ink4a oraz istotnie wzrasta poziom mRNA i białka SIRT1. Komórki z ograni-czonym dostępem do glukozy wykazywały również większą aktywność SIRT1 oraz wzrost wiązania SIRT1 do promotora genu kodującego białko p16Ink4a. Wraz ze spadkiem poziomu p16Ink4a następowała aktywacja ścieżki AKT/mTOR/S6K1, związanej m.in. z długowiecznością. Wskazuje to na ważną rolę SIRT1 w regulacji starzenia, zarówno dzięki jej zdolno-ści do deacetylacji histonów w promotorze genu INK4A, jak i możliwość aktywacji ścieżki sygnałowej AKT/mTOR/S6K1 (Ryc. 2 i 3). W komórkach z nadprodukcją SIRT1 wzrasta ak-tywacja kinaz ERK i S6K1, natomiast w starych fibroblastach linii 2BS spada zarówno synteza SIRT1, jak i fosforylacja ERK i S6K1. Może to świadczyć o zaangażowaniu ścieżki ERK/mTOR/S6K1 w zależną od SIRT1 regulację starzenia [76]. Oprócz restrykcji kalorycznej aktywująco na SIRT1 działa również resweratrol. Jak wykazali Yamashita i wsp. [77] trak-towane resweratrolem komórki HUC-F2 charakteryzowały się wzrostem aktywności SIRT1 oraz wzrostem transkrypcji hTERT. Monakolina K, fitostatyna pochodząca z czerwonego ryżu poddanego fermentacji przez grzyby Monascuc purpu-reus, również jest w stanie aktywować SIRT1. Co więcej, ak-tywuje ona ścieżkę SIRT1/AMPK/FOXO1, w wyniku czego zmniejsza poziom lipidów przez hamowanie syntazy kwa-sów tłuszczowych (FAS, ang. fatty acid synthase) [78].


Zarówno komórki stare jak i nowotworowe charaktery-zują się globalną hipometylacją DNA, spadkiem aktywności metylotransferazy DNMT oraz hipermetylacją konkretnych obszarów DNA, zwykle kodujących kluczowe dla rozwoju nowotworu geny. Próbuje się zapobiegać tym zmianom po-przez dostarczenie związku będącego prekursorem donora grupy metylowej (kwas foliowy), zwiększając w ten sposób poziom metylacji DNA w komórkach starych lub hamując aktywność DNMT (polifenole, partenolid, kurkumina) w ko-mórkach nowotworowych. Służy to zapobieganiu hiperme-tylacji genów kluczowych w eliminacji tych komórek na dro-dze starzenia lub apoptozy (TP53, INK4a). Inną modyfikacją epigenetyczną DNA jest jego acetylacja, w której ważną rolę odgrywają białkowe deacetylazy — sirtuiny. Ich aktywacja (np. resweratrolem) zwiększa efektywność mechanizmów naprawy DNA, zmniejszając w ten sposób odsetek komórek ulegających apoptozie. Modyfikacje epigenetyczne stały się jednym z głównych celów działania w kierunku „odmło-dzenia” organizmu. Starzenie jest nie tylko wynikiem zmian zależnych od czynników genetycznych i środowiskowych. Postuluje się możliwość odwrócenia działania zegara bio-logicznego poprzez tzw. reprogramowanie epigenetyczne komórek lub tkanek. Niezbędne w tym celu jest lepsze po-znanie modyfikacji epigenetycznych oraz określenie profilu epigenetycznego komórek starych i młodych [79].

USZKODZENIA BIAŁEK I DNA — STRES OKSYDACYJNY

Wraz z wiekiem w organizmie spada efektywność me-chanizmów odpowiedzialnych za odpowiedź i ochronę ko-mórek przed stresem. Źródła czynników stresowych mogą być zarówno zewnętrzne, pochodzące ze środowiska (pro-mieniowanie, zanieczyszczenia), diety (cukry redukujące, aldehydy), jak i wewnątrzkomórkowe (procesy zapalne, nadmierna aktywność oksydazy NADPH oraz uszkodze-nia mitochondriów) [1]. W komórkach starych dochodzi do zaburzenia homeostazy białek. Mimo wielu mechanizmów kontroli jakości i funkcjonalności proteomu, niektóre białka są nieprawidłowo fałdowane lub zagregowane i stanowią zbędny, czasem toksyczny dla komórki składnik. W wyniku ich nagromadzenia może dochodzić do rozwinięcia stanu za-palnego lub śmierci komórki. Wykazano, że chroniczna eks-presja nieprawidłowych białek prowadzi do rozwoju chorób związanych z wiekiem takich jak choroba Alzheimera, Par-kinsona czy zaćma [13]. Stąd w terapii tych schorzeń poszu-kuje się związków, które byłyby w stanie kierować zbędne białka na drogę degradacji, bądź prowadzić do ich naprawy.

W komórkach starych spada także wydajność systemów naprawy uszkodzeń DNA i dochodzi do ich nagromadze-nia Stąd oprócz uszkodzeń białek często obserwowanym markerem starzenia są uszkodzenia nici DNA, związane ze wzrostem produkcji reaktywnych form tlenu (RFT) i azotu (RFA) oraz narażeniem na działanie promieniowania UV [13]. RFT w odpowiednim, fizjologicznym stężeniu są nie-zbędne w wielu procesach komórkowych, natomiast wzrost ich produkcji, prowadzący do rozległych lub niemożliwych do naprawy uszkodzeń DNA może być przyczyną trans-formacji nowotworowej komórek, bądź indukcji ich starze-nia. Aczkolwiek przyczynowa rola RFT w starzeniu została ostatnio mocno podważona (parz artykuł E. Bartnik). Re-

gulacja poziomu reaktywnych form tlenu stała się zatem celem w zapobieganiu zmianom nowotworowym w orga-nizmie [1]. Poprzez swoją niestabilność genomową oraz zwiększone tempo proliferacji komórki nowotworowe są bardziej wrażliwe na działanie czynników uszkadzających DNA, a ze względu na ich upośledzony system naprawy DNA częściej niż w komórkach prawidłowych uszkodzenia te prowadzą do śmierci komórki [80]. Natomiast by ochro-nić komórki prawidłowe organizmu przed nadmiernymi uszkodzeniami poszukuje się związków będących inhibito-rami reaktywnych form tlenu, antyoksydantów.

Wiele związków naturalnych dostarczanych z pożywie-niem, bądź produkowanych przez sam organizm ma właści-wości antyoksydacyjne. Hormon ssaczy — melatonina czy polifenole, jak na przykład kurkumina, EGCG, kwasy fenolo-wy np. z suszonych owoców i kawowy z jemioły pospolitej (Viscum album) są efektywnymi „zmiataczami” wolnych rod-ników, co oznacza że neutralizują one reaktywne formy tlenu lub azotu [1]. Melatonina ma również właściwości antyoksy-dacyjne [81]. Tan i wsp. [82] wykazali zdolność melatoniny do neutralizacji wysoko toksycznych rodników hydroksylowych (∙OH). Oprócz bezpośredniej neutralizacji wielu toksycznych form tlenu i azotu melatonina stymuluje również obronę an-tyoksydacyjną [83]. Hormon ten powoduje wzrost poziomu mRNA enzymów antyoksydacyjnych [84,85] oraz hamowanie enzymów prooksydacyjnych [86]. Melatonina chroni białka oraz kwasy nukleinowe przed uszkodzeniami, a także hamuje syntezę nieprawidłowych cząsteczek białek np. β-amyloidu [87]. Podobne właściwości neutralizujące wolne rodniki ma kurkumina, która zapobiega peroksydacji lipidów błony ko-mórkowej, a tym samym chroni ją przed utratą integralności. Co ciekawe, produkty metabolizmu lub reakcji rozkładu kur-kuminy, jakimi są kwas ferulowy i wanilina również wykazują właściwości antyoksydacyjne [88]. Kurkumina stała się także potencjalnym lekiem w chorobie Alzheimera, gdyż hamuje tworzenie się złogów amyloidowych w organizmie [89,90]. Kurkumina hamuje również aktywność indukowalnej formy syntazy tlenku azotu iNOS [88]. Ponadto powszechnie wy-stępujące inne polifenole pochodzenia roślinnego z grupy fla-wonoidów, jak kwercetyna, kemferol i fizetyna są także prze-ciwutleniaczami [1]. Wykazano też istnienie wielu związków powodujących wzrost odporności komórek na czynniki stre-sowe. Na przykład kwas taninowy przyczynia się do zwięk-szonej oporności na stres termiczny, oksydacyjny bez wpływu na zdolność do reprodukcji u Caenorhabditis elegans [91].

Ciekawą grupą związków są metabolity pochodzące z mikroorganizmów i organizmów morskich, które często sta-nowią składniki preparatów kosmetycznych skierowanych przeciw starzeniu się skóry. Powodem jest ich zdolność do zapobiegania fotostarzeniu, czyli przyśpieszonemu starzeniu wywołanemu promieniowaniem UV. Florotanina izolowa-na z algi brunatnej (Eckloina cava) chroni fibroblasty ludzkie przed starzeniem i uszkodzeniami indukowanymi promie-niowaniem UV-B [92]. Również opisywany już wcześniej ga-lusan epigallokatechiny chroni fibroblasty ludzkie poddane działaniu promieniowania UV-B przed degradacją kolagenu, hamuje produkcję kolagenazy i metaloproteinaz [93].

Niektóre „zmiatacze” wolnych rodników jak np. poli-fenole, w pewnych warunkach paradoksalnie są w stanie


generować reaktywne formy tlenu i powodować uszkodze-nia oksydacyjne DNA w komórkach nowotworowych [94]. Komórki nowotworowe charakteryzują się upośledzonym systemem naprawy DNA, stąd kolejnym celem terapii prze-ciwnowotworowej stała się wywołana przez związki anty-oksydacyjne generacja RFT, prowadząca do nadmiernych uszkodzeń DNA tych komórek [80].

Istotne znaczenie w procesie produkcji reaktywnych form tlenu w komórkach ma też wewnątrzkomórkowe stężenie metali. Khan i wsp. [95] wykazali, że apoptoza komórek no-wotworowych pod wpływem polifenoli ma swoje podłoże w uszkodzeniach DNA wywołanych wzrastającą liczbą RFT. W badanych przez nich komórkach nowotworu piersi MDA--MB-468, prostaty PC3 oraz trzustki BxPC-3 traktowanych EGCG, apigeniną oraz luteoliną wzrastała wewnątrzkomór-kowa produkcja reaktywnych form tlenu. Jest to związane z właściwościami chelatującymi tych polifenoli. Aczkolwiek niektóre związki naturalne ze względu na słabe wiązanie przez nie jonów, działają bardziej jako mobilizatory niż che-latory jonów. Odrywają one jony od rozmaitych cząsteczek białek, DNA w komórkach chwilowo je wiążąc, by następnie uwolnić je do cytoplazmy, zwiększając w ten sposób stęże-nie wolnych jonów metali we wnętrzu komórki [96]. Zatem komórki nowotworowe często posiadające podwyższony po-ziom jonów miedzi i cynku w stosunku do komórek prawi-dłowych, są o wiele bardziej narażone na stres oksydacyjny prowadzący do powstawania wolnych rodników oraz reak-tywnych form tlenu i azotu. Ze względu na to, że mobilizacja jonów metali w komórkach indukowała starzenie, rozpoczę-to poszukiwania związków, które by regulowały homeostazę metali w komórce, a tym samym opóźniały starzenie. Wła-ściwości takie wykazują metalotioneiny opóźniając procesy związane ze starzeniem zarówno in vitro jak i in vivo. Białka te biorą udział w detoksykacji organizmu z metali ciężkich, szczególnie cynku, które mogą generować stres oksydacyj-ny. Ze względu na to, szczególnie ważne wydają się związki wpływające na wzrost poziomu metalotionein. Wzrost taki można również osiągnąć przez przejściową ekspozycję ko-mórek na wyższe stężenia cynku [97].

W ochronie organizmu przed stresem oksydacyjnym duże znaczenie mają również mieszaniny związków. Nie we wszystkich przypadkach znane są substancje czynne, bądź dane związki uzyskują konkretne, pozytywne dla organizmu właściwości dopiero w obecności innych substancji. Duże za-interesowanie budzą więc ekstrakty z ziół, na przykład olejek z róży damasceńskiej (Rosa damascena), z liści miłorzębu dwu-klapowego (Ginkgo biloba), cynomorium (Cynomorium songari-cum), które mają właściwości antyoksydacyjne oraz wydłużają życie muszki owocowej czy C. elegans [1]. Znane i używane od stuleci w medycynie chińskiej mieszanki ziołowe, np.: ko-rzeń piwonii, kłącze selernicy, kwiat krokosza, kłącze cibo-ry, korzeń saussurei i korzeń szałwi chińskiej (Paeoniae radix, Cnidii rhizoma, Carthami flos, Cyperi rhizoma, Saussureae radix i Salviae miltiorrhizae radix) opóźniają starzenie ludzkich fibro-blastów w warunkach stresu oksydacyjnego oraz zapobiegają u szczurów związanemu z wiekiem nadmiernemu odkłada-niu się tłuszczów [98]. Ponadto wiele spożywanych przez nas warzyw i owoców zawiera związki lub całe grupy związków o ochronnych właściwościach przeciwutleniających. Zarówno szpinak, oregano, fasola jak i kakao wydłużają życie organi-

zmów doświadczalnych (muszka owocowa, nicienie) oraz chronią je przed stresem i uszkodzeniami DNA [1].

Istnieje szereg związków wykazujących właściwości anty-oksydacyjne, które stanowią potencjalne leki w walce z choro-bami związanymi z wiekiem oraz nowotworami. Ważne jest też dwojakie działanie polifenoli, silnych antyoksydantów, które w komórkach prawidłowych działają jako „zmiatacze” wolnych rodników. Zaś w komórkach nowotworowych o podwyższonym wewnątrzkomórkowym stężeniu jonów mie-dzi, polifenole są słabymi chelatorami, które zamiast wiązać te jony prowadzą do ich mobilizacji. W ten sposób dochodzi do wzrostu stężenia wewnątrzkomórkowego wolnych jonów i w konsekwencji do wzrostu produkcji reaktywnych form tlenu. Już od stuleci w lecznictwie używano różnych ekstraktów z ziół, zawierających antyoksydanty. Wiele z substancji prze-ciwutleniających zawartych jest w powszechnie stosowanych składnikach pożywienia jak przyprawy (kurkumina), owoce (resweratrol), warzywa, herbaty, zioła, dlatego zdrowa, prze-myślana dieta jest ważnym elementem profilaktyki przeciw-nowotworowej. Co prawda antyoksydanty opóźniały starze-nie indukowane w komórkach w hodowli in vitro, natomiast nie wykazano ich działania wydłużającego życie zwierząt. Zatem są one odpowiedzialne jedynie za ochronę organizmu przed czynnikami stresowymi i nadmiernymi uszkodzeniami, zmniejszając w ten sposób ryzyko wystąpienia mutacji, stanów zapalnych bądź zmian nowotworowych, nie mogą jednak być uznane za związki wydłużające życie.

CHRONICZNY STAN ZAPALNY

Istotnym elementem procesu starzenia jest fenotyp se-krecyjny komórek (SASP, ang. senescence associated secretory phenotype). Wzmożone wydzielanie m.in. cytokin czy czyn-ników wzrostu przez komórki stare może być przyczyną in-dukcji starzenia bądź kancerogenezy w komórkach sąsiadu-jących. SASP wiązany jest z występującym w starszym wieku chronicznym stanem zapalnym, do którego przyczynia się nagromadzanie liczby starych komórek [99]. Zatem zahamo-wanie SASP stało się ważnym celem w walce ze starzeniem i chorobami z nim związanymi, w tym z nowotworami.

Choć nieznane są związki, które bezpośrednio hamują sekrecję (SASP), istnieją natomiast takie, które regulują wy-dzielanie cytokin prozapalnych, działając głównie poprzez ścieżkę zależną od czynnika transkrypcyjnego NF-κB (bio-rącego udział w odpowiedzi komórki na stres oraz regulację proliferacji i adhezję komórek). Jednym z takich związków jest metformina, otrzymywana z rutwicy lekarskiej (Galega of-ficinalis). Ten często stosowany lek przeciw cukrzycy, hamuje aktywację czynnika NF-κB, nie zmieniając przy tym wydzie-lania cytokin przeciwnowotworowych takich jak interferon. Zmniejsza przez to ryzyko rozwoju przewlekłego stanu zapal-nego oraz zachorowania na nowotwory [100]. Innymi modu-latorami SASP są steroidy. Należą do nich kortykosteron oraz kortyzol, hormony produkowane przez korę nadnerczy, któ-re zmniejszają sekrecję prozapalnych czynników w ludzkich starzejących się fibroblastach hamując aktywność NF-κB [101]. Spadek poziomu NF-κB, zachodzi również przez zmiany epi-genetyczne wywołane traktowaniem komórek glukozaminą, prekursorem glikozaminoglikanów [102]. Istnieje wiele ba-dań dotyczących przeciwzapalnego wpływu kurkuminy na


organizm. Ten polifenol nie tylko hamuje aktywację NF-κB (Ryc. 2), ale również zapobiega jego przyłączeniu do DNA. Kurkumina hamuje również kinazę IKK, która poprzez fosfo-rylację inhibitora IκB może aktywować czynnik NF-κB. Zwią-zek ten zapobiega w ten sposób zarówno konstytutywnej, jak i indukowanej aktywacji NF-κB. Potęguje ona również apopto-zę komórek nowotworowych indukowaną czynnikiem TNFα [103]. Na procesy zapalne w organizmie wpływ mają także en-zymy, takie jak cyklooksygenaza COX-2, lipooksygenaza LOX oraz syntaza tlenku azotu iNOS. Są one zaangażowane w syn-tezę prostaglandyn, których wzrost jak wykazano, sprzyja roz-wojowi nowotworów zarówno u zwierząt modelowych, jak i u ludzi. Kurkumina, oprócz właściwości omawianych wcze-śniej, może powodować spadek syntezy enzymu COX-2 oraz hamować aktywność enzymu LOX, a tym samym zmniejszać syntezę prostaglandyn [88]. Podobnie plejotropowe działanie na procesy prozapalne ma melatonina. W chorobach zwią-zanych z wiekiem, jaką jest choroba Alzheimera, obserwuje się aktywację mikrogleju wywołaną akumulacją β-amyloidu, której konsekwencją jest nadprodukcja prozapalnych cytokin. Melatonina podawana doustnie powoduje obniżenie poziomu cytokin takich jak interleukiny IL-1β i IL-6 oraz czynnika trans-krypcyjnego NF-κB i tlenku azotu w mózgu szczurów [104]. Melatonina u starych myszy obniża również poziom NF-κB w gałce bladej, części kresomózgowia do poziomu, jaki obserwo-wany jest u myszy młodych [105].

W walce z chorobami związanymi z wiekiem dużą rolę odgrywa również starzenie układu odpornościowego pro-wadzące do osłabienia odporności swoistej i nieswoistej. Wraz ze starzeniem następuje inwolucja grasicy, zaburze-nie proporcji między liczbą limfocytów naiwnych, pamię-ci oraz efektorowych. Natomiast melatonina, jako hormon o szerokim spektrum działania, jest stymulatorem układu odpornościowego. Oprócz modulacji poziomu pro- i prze-ciwzapalnych cytokin, reguluje również liczbę leukocytów i aktywuje monocyty. Co więcej, zwiększa stosunek liczby limfocytów CD4+ do CD8+ w węzłach chłonnych, co świad-czy o dobrym stanie układu odpornościowego i jego zdol-ności do obrony organizmu przed infekcją [24].

Związki naturalne mogą w różny sposób wpływać na fe-notyp wydzielniczy komórek. Poprzez hamowanie czynnika NF-κB, enzymów prozapalnych COX, LOX oraz działanie antyoksydacyjne możliwe jest obniżenie poziomu wydziela-nych cytokin, a tym samym zapobieganie rozwojowi chro-nicznego stanu zapalnego. Nie jest także udokumentowane by samo hamowanie wydzielania cytokin prozapalnych (SASP) wydłużało życie organizmów. Zwykle związki natu-ralne jak na przykład berberyna czy kurkumina o aktywności przeciwzapalnej mogą działać na wiele procesów w organi-zmie. Oprócz hamowania kinazy IKK mogą one aktywować kinazę AMPK, co również prowadzi do zahamowania ak-tywności NF-κB oraz uruchomienia innych szlaków sygna-łowych związanych z długowiecznością (mTOR) [103,106]. Można więc uznać, że związki naturalne, hamujące stan zapalny, chronią organizm przed chorobami związanymi z wiekiem w tym nowotworami. Natomiast ich aktywność przeciwzapalna jedynie wspomaga działanie w kierunku wydłużania życia. Badanie stulatków wykazało, że mają oni podniesiony poziom cytokin i łagodny stan zapalny, jedno-cześnie wzrasta aktywność układu odpornościowego, co po-

zwala utrzymać homeostazę w organizmie i opóźnić procesy starzenia [24]. Dlatego związki, które stymulują odpowiedź immunologiczną organizmu, w tym melatonina, cieszą się dużym zainteresowaniem w zakresie opóźniania starzenia.

PODSUMOWANIE

Większość naturalnych związków bioaktywnych jest znana i stosowana w medycynie naturalnej już od wielu lat, bądź też są one składnikami diety, jak przyprawy (kurku-mina). Dlatego z ich użyciem wiąże się mniejsze, bądź zni-kome, ryzyko wystąpienia skutków ubocznych nawet tych, które mogą być obserwowane dopiero po długotrwałym np. kilkuletnim stosowaniu. Mimo tego jest wiele wątpliwości dotyczących stosowania powyższych związków w terapii u ludzi. Większość badań była przeprowadzana in vitro, a więc w warunkach dalekich od tego, co może się stać w organi-zmie. W niektórych przypadkach stosowane dawki substan-cji aktywnych są niemożliwe do osiągnięcia w warunkach fizjologicznych, poprzez ich metabolizm bądź ograniczone wchłanianie. Podawane związki są metabolizowane w orga-nizmie, a powstałe produkty mogą działać inaczej np. słabiej. Choć czasem metabolity mogą wykazywać wyższą bioreak-tywność, jak jest w przypadku kurkuminy. Niektóre związki zwiększają swą biodostępność w obecności innych substan-cji. Jak wykazano, piperyna z pieprzu podwyższa biodostęp-ność kurkuminy o 2000%. Wykazano to zarówno w bada-niach przeprowadzonych na zwierzętach, jak i u wolontariu-szy [107]. Z drugiej strony jest szereg badań takich związków przeprowadzonych na zwierzętach, lecz nie zawsze można ich wyniki bezpośrednio odnieść do człowieka. Tak jest w przypadku wpływu związków pochodzenia naturalnego na wydłużanie życia zwierząt. Należą do nich rapamycyna czy polifenole, jak resweratrol i EGCG z zielonej herbaty. Niektó-rzy badacze sugerują, że u ludzi raczej nie można spodzie-wać się podobnego efektu jak u myszy czy rezusów [9].

Na szczególną uwagę zasługują także doniesienia dotyczą-ce właściwości przeciwnowotworowych licznych związków naturalnych. Zarówno tych dotyczących działania samych związków jak i w połączeniu ich z chemioterapią. W walce z rakiem olbrzymie znaczenie ma przełamanie oporności na radio- czy chemioterapię dzięki zastosowaniu takich związ-ków jak rapanologi czy polifenole roślinne [37-40]. Ostatnio duże zainteresowanie budzi także możliwość walki z nowo-tworami przez indukcję starzenia komórek nowotworowych, ponieważ nie wymaga to stosowania tak dużych dawek le-ków jak w standardowej terapii. Chociaż istnieje niebezpie-czeństwo, że komórki nowotworowe poddane starzeniu mimo wszystko wznowią proliferację. Wiele związków na-turalnych będących składnikami naszego pożywienia ma z pewnością wpływ na jakość naszego życia, aczkolwiek mało jeszcze wiemy o ich działaniu modulującym jego długość.

PIŚMIENNICTWO1. Argyropoulou A, Aligiannis N, Trougakos IP, Skaltsounis AL (2013)

Natural compounds with anti-ageing activity. Nat Prod Rep 30: 1412-1437

2. Fontana L, Partridge L, Longo VD (2010) Extending healthy life span - from yeast to humans. Science 328: 321-326

3. Canto C, Auwerx J (2011) Caloric restriction: is AMPK a key sensor and effector? Physiology 26: 214-224


4. Willcox DC, Willcox BJ, Todoriki H, Curb JD, Suzuki M (2006) Caloric restriction and human longevity: what can we learn from the Okina-wans? Biogerontology 7: 173-177

5. Jansen RJ, Robinson DP, Stolzenberg-Solomon RZ, Bamlet WR, de An-drade M, Oberg AL, Hammer TJ, Rabe KG, Anderson KE, Olson JE, Sinha R, Petersen GM (2011) Fruit and vegetable consumption is inver-sely associated with having pancreatic cancer. Cancer Causes Control 22: 1613-1625

6. Colman RJ, Anderson RM, Johnson SC, Kastman EK, Kosmatka KJ, Beasley TM, Allison DB, Cruzen C, Simmons HA, Kemnitz JW, Wein-druch R (2009) Caloric restriction delays disease onset and mortality in rhesus monkeys. Science 325: 201-204

7. Mattison JA, Roth GS, Beasley TM, Tilmont EM, Handy AM, Herbert RL, Longo DL, Allison DB, Young JE, Bryant M, Barnard D, Ward WF, Qi W, Ingram DK, de Cabo R (2012) Impact of caloric restriction on health and survival in rhesus monkeys from the NIA study. Nature 489: 318-321

8. Zhao G, Guo S, Somel M, Khaitovich P (2014) Evolution of human lon-gevity uncoupled from caloric restriction mechanisms. PLoS One 9: e84117

9. Shanley DP, Kirkwood TB (2006) Caloric restriction does not enhance longevity in all species and is unlikely to do so in humans. Biogeronto-logy 7: 165-168

10. Phelan JP, Rose MR (2006) Caloric restriction increases longevity sub-stantially only when the reaction norm is steep. Biogerontology 7: 161-164

11. Fontana L, Meyer TE, Klein S, Holloszy JO (2004) Long-term calorie restriction is highly effective in reducing the risk for atherosclerosis in humans. Proc Natl Acad Sci 101: 6659-6663

12. Lefevre M, Redman LM, Heilbronn LK, Smith JV, Martin CK, Rood JC, Greenway FL, Williamson DA, Smith SR, Ravussin E (2009) Caloric restriction alone and with exercise improves CVD risk in healthy non--obese individuals. Artherosclerosis 203: 206-213

13. Lopez-Otin C, Serrano M, Prtridge L, Blasco MA, Kroemer G (2013) The Hallmarks of Aging. Cell 153: 1194-1217

14. Maya-Vetencourt JF, Baroncelli L, Viegi A, Tiraboschi E, Castren E, Cattaneo A, Maffei L (2012) IGF-1 restores visual cortex plasticity in adult life by reducing local GABA levels. Neuronal Plasticity 2012: 250421

15. Brown-Borg HM, Bode AM, Bartke A (1999) Antioxidative mechani-sms and plasma growth hormone levels: potential relationship in the aging process. Endocrine 11: 41-48

16. Foukas LC, Bilanges B, Bettedi L, Pearce W, Ali K, Sancho S, Withers DJ, Vanhaesebroeck B (2013) Long-term p110α PI3K inactivation exerts a beneficial effect on metabolism. EMBO Mol Med 5: 563-571

17. Shevah O, Laron Z (2007) Patients with congenital deficiency of IGF-I seem protected from the development of malignancies: a preliminary report. Growth Horm IGF Res 17: 54-57

18. Suh Y, Atzmon G, Cho MO, Hwang D, Liu B, Leahy DJ, Barzilai N, Cohen P (2008) Functionally significant insulin-like growth factor I re-ceptor mutations in centenarians. Proc Natl Acad Sci 105: 3438-3442

19. Baur JA, Pearson KJ, Price NL, Jamieson HA, Lerin C, Kalra A, Prabhu VV, Allard JS, Lopez-Lluch G, Lewis K, Pistell PJ, Poosala S, Becker KG, Boss O, Gwinn D, Wang M, Ramaswamy S, Fishbein KW, Spencer RG, Lakatta EG, Le Couteur D, Shaw RJ, Navas P, Puigserver P, In-gram DK, de Cabo R, Sinclair DA (2006) Resveratrol improves health and survival of mice on a high-calorie diet. Nature 444: 337-342

20. Chen W, Sudji IR, Wang E, Joubert E, van Wyk BE, Wink M (2013) Ameliorative effect of aspalathin from rooibos (Aspalathus linearis) on acute oxidative stress in Caenorhabditis elegans. Phytomedicine 20: 380-386

21. Shukitt-Hale B, Lau FC, Carey AN, Galli RL, Spangler EL, Ingram DK, Joseph JA (2008) Blueberry polyphenols attenuate kainic acid-induced decrements in cognition and alter inflammatory gene expression in rat hippocampus. Nutr Neurosci 11: 172-182

22. Cameron AR, Anton S, Melville L, Houston NP, Dayal S, McDougall GJ, Stewart D, Rena G (2008) Black tea polyphenols mimic insulin/

insulin-like growth factor-1 signalling to the longevity factor FOXO1a. Aging Cell 7: 69-77

23. Agil A, Reiter RJ, Jiménez-Aranda A, Ibán-Arias R, Navarro-Alarcon M, Marchal JA, Adem A, Fernández-Vázquez G (2013) Melatonin ameliorates low-grade inflammation and oxidative stress in young Zucker diabetic fatty rats. J Pineal Res 54: 381-388

24. Hardeland R (2013) Melatonin and the theories of aging: a critical ap-praisal of melatonin’s role in antiaging mechanisms. J Pineal Res 55: 325-356

25. Houtkooper RH, Auwerx J (2010) Obesity: New life for antidiabetic drugs. Nature 466: 443-444

26. Johnson SC, Rabinovitch PS, Kaeberlein M (2013) mTOR is a key mo-dulator of ageing and age-related disease. Nature 493: 338-345

27. Wilkinson JE, Burmeister L, Brooks SV, Chan CC, Friedline S, Harrison DE, Hejtmancik JF, Nadon N, Strong R, Wood LK, Woodward MA, Miller RA (2012) Rapamycin slows aging in mice. Aging Cell 11: 675-682

28. Harrison DE, Strong R, Sharp ZD, Nelson JF, Astle CM, Flurkey K, Nadon NL, Wilkinson JE, Frenkel K, Carter CS, Pahor M, Javors MA, Fernandez E, Miller RA (2009) Rapamycin fed late in life extends life-span in genetically heterogeneous mice. Nature 460: 392-395

29. Zuber J, Anglicheau D, Elie C, Bererhi L, Timsit MO, Mamzer-Bruneel MF, Ciroldi M, Martinez F, Snanoudj R, Hiesse C, Kreis H, Eustache F, Laborde K, Thervet E, Legendre C (2008) Sirolimus may reduce fertili-ty in male renal transplant recipients. Am J Transplant 8: 1471-1479

30. Dai DF, Karunadharma PP, Chiao YA, Basisty N, Crispin D, Hsieh EJ, Chen T, Gu H, Djukovic D, Raftery D, Beyer RP, Maccoss MJ, Ra-binovitch PS (2014) Altered proteome turnover and remodeling by short-term caloric restriction or rapamycin rejuvenate the aging heart. Aging Cell, doi: 10.1111/acel.12203

31. Cao K, Graziotto JJ, Blair CD, Mazzulli JR, Erdos MR, Krainc D, Collins FS (2011) Rapamycin reverses cellular phenotypes and enhances mu-tant protein clearance in Hutchinson-Gilford progeria syndrome cells. Sci Transl Med 3: 89ra58

32. Blagosklonny MV (2011) Progeria, rapamycin and normal aging: re-cent breakthrough. Aging (Albany NY) 3: 685-691

33. Menendez JA, Joven J, Aragonès G, Barrajon-Catalán E, Beltrán-Debon R, Borrás-Linares I, Camps J, Corominas-Faja B, Cufí S, Fernández-Ar-royo S, Garcia-Heredia A, Hernández-Aguilera A, Herranz-Lopez M, Jiménez-Sánchez C, Lopez-Bonet E, Lozano-Sánchez J, Luciano-Mateo F, Martin-Castillo B, Martin-Paredero V, Pérez-Sánchez A, Oliveras--Ferraros C, Riera-Borrull M, Rodríguez-Gallego E, Quirantes-Piné R, Rull A, Tomás-Menor L, Vazquez-Martin A, Alonso-Villaverde C, Micol V, Segura-Carretero A (2013) Xenohormetic and anti-aging acti-vity of secoiridoid polyphenols present in extra virgin olive oil: a new family of gerosuppressant agents. Cell Cycle 12: 555-578

34. Blagosklonny MV (2009) Inhibition of S6K by resveratrol: in search of the purpose. Aging (Albany NY) 1: 511-514

35. Nakano M, Nakashima A, Nagano T, Ishikawa S, Kikkawa U, Kamada S (2013) Branched-chain amino acids enhance premature senescence through mammalian target of rapamycin complex I-mediated upregu-lation of p21 protein. PLoS One 8: e80411

36. Easton JB, Houghton PJ (2006) mTOR and cancer therapy. Oncogene 25: 6436-6446

37. Nam HY, Han MW, Chang HW, Kim SY, Kim SW (2013) Prolonged autophagy by MTOR inhibitor leads radioresistant cancer cells into se-nescence. Autophagy 9 (10): 1631-1632

38. Nagata Y, Takahashi A, Ohnishi K, Ota I, Ohnishi T, Tojo T, Taniguchi S (2010) Effect of rapamycin, an mTOR inhibitor, on radiation sensiti-vity of lung cancer cells having different p53 gene status. Int J Oncol 37: 1001-1010

39. Qiao Q, Jiang Y, Li G (2013) Curcumin enhances the response of non--Hodgkin’s lymphoma cells to ionizing radiation through further in-duction of cell cycle arrest at the G2/M phase and inhibition of mTOR phosphorylation. Oncol Rep 29: 380-386

40. Castillo-Pichardo L, Dharmawardhane SF (2012) Grape polyphenols inhibit Akt/mammalian target of rapamycin signaling and potentiate the effects of gefitinib in breast cancer. Nutr Cancer 64: 1058-1069


41. Pratheeshkumar P, Budhraja A, Son YO, Wang X, Zhang Z, Ding S, Wang L, Hitron A, Lee JC, Xu M, Chen G, Luo J, Shi X (2012) Quercetin inhibits angiogenesis mediated human prostate tumor growth by tar-geting VEGFR- 2 regulated AKT/mTOR/P70S6K signaling pathways. PLoS One 7: e47516

42. Hussain AR, Al-Rasheed M, Manogaran PS, Al-Hussein KA, Platanias LC, Al Kuraya K, Uddin S (2006) Curcumin induces apoptosis via in-hibition of PI3-kinase/AKT pathway in acute T cell leukemias. Apop-tosis 11: 245-254

43. Wong TF, Takeda T, Li B, Tsuiji K, Kondo A, Tadakawa M, Nagase S, Yaegashi N (2014) Curcumin targets the AKT-mTOR pathway for uterine leiomyosarcoma tumor growth suppression. Int J Clin Oncol 19: 354-363

44. Bielak-Żmijewska A, Koronkiewicz M, Skierski J, Piwocka K, Radzi-szewska E, Sikora E (2000) Effect of curcumin on apoptosis of rodent and human non-proliferating and proliferating lymphoid cells. Nutr Cancer 38: 131-138

45. Piwocka K, Bielak-Żmijewska A, Sikora E (2002) Curcumin induces caspase-3 independent apoptosis in human multidrug resistant cells. Ann NY Acad Sci 973: 250-254

46. Mosieniak G, Adamowicz M, Alster O, Jaśkowiak H, Szczepankiewicz AA, Wilczyński GM, Ciechomska IA, Sikora E (2012) Curcumin indu-ces permanent growth arrest of human colon cancer cells: link between senescence and autophagy. Mech Ageing Dev 133: 444-455

47. Hong Y, Won J, Lee Y, Lee S, Park K, Chang KT, Hong Y (2014) Mela-tonin treatment induces interplay of apoptosis, autophagy, and senes-cence in human colorectal cancer cells. J Pineal Res 56: 264-274

48. Wang N, Feng Y, Zhu M, Tsang CM, Man K, Tong Y, Tsao SW (2010) Berberine induces autophagic cell death and mitochondrial apoptosis in liver cancer cells: the cellular mechanism. J Cell Biochem 111: 1426-1436

49. Campisi J, d’Adda di Fagagna F (2007) Cellular senescence: when bad things happen to good cells. Nat Rev Mol Cell Biol 8: 729-740

50. Naasani I, Seimiya H, Tsuruo T (1998) Telomerase inhibition, telomere shortening, and senescence of cancer cells by tea catechins. Biochem Biophys Res Commun 249: 391-396

51. Berletch JB, Liu C, Love WK, Adrews LG, Katiyar SK, Tollefsbol TO (2008) Epigenetic and genetic mechanisms contribute to telomerase inhibition by EGCG. J Cell Biochem 103: 509-519

52. Theriault A, Chao JT, Wang Q, Gapor A, Adeli K (1999) Tocotrienol: a review of its therapeutic potential. Clin Biochem 32: 309-319

53. Eitsuka T, Nakagawa K, Miyazawa T (2006) Down-regulation of telo-merase activity in DLD-1 human colorectal adenocarcinoma cells by tocotrienol. Biochem Biophys Res Commun 348: 170-175

54. Ramachandran C, Fonseca HB, Jhabvala P, Escalon EA, Melnich SJ (2002) Curcumin inhibits telomerase activity through human telomer-ase reverse transcriptase in MCF-7 breast cancer cell line. Cancer Lett 184: 1-6

55. Boccardi V, Paolisso G (2014) Telomerase activation: A potential key modulator for human healthspan and longevity. Ageing Res Rev 15C: 1-5

56. Bernardes de Jesus B, Schneeberger K, Vera E, Tejera A, Harley CB, Blasco MA (2011) The telomerase activator TA-65 elongates short telo-meres and increases health span of adult/old mice without increasing cancer. Aging Cell 10: 604-621

57. Makpol S, Durrani LW, Chua KH, Mohd Yusof YA, Ngah WZ (2011) Tocotrienol-rich fraction prevents cell cycle arrest and elongates telo-mere length in senescent human diploid fibroblasts. J Biomed Biotech-nol 2011: 506171

58. Gonzalez-Suarez E, Geserick C, Flores JM, Blasco MA (2005) Antago-nistic effects of telomerase on cancer and aging in K5-mTert transgenic mice. Oncogene 24: 2256-2270

59. Bernardes de Jesus B, Vera E, Schneeberger K, Tejera AM, Ayuso E, Bosch F, Blasco MA (2012) Telomerase gene therapy in adult and old mice delays aging and increase longevity without increasing cancer. EMBO Mol Med 4: 691-704

60. Provinciali M, Cardelli M, Marchegiani F, Pierpaoli E (2013) Impact of Cellular Senescence in Aging and Cancer. Curr Pharm Des 19: 1699-1709

61. Vanyushin BF, Nemirovsky LE, Klimenko VV, Vasiliev VK, Belozer-sky AN (1973) The 5-methylcytosine in DNA of rats. Tissue and age specifity and the changes induced by hydrocortisone and other agents. Gerontologia 19: 138-152

62. Decottignies A, d’Adda di Fagagna F (2011) Epigenetic alterations as-sociated with cellular senescence: a barrier against tumorigenesis or red carpet for cancer? Semin Cancer Biol 21: 360-366

63. Huang J, Plass C, Gerhauser C (2011) Cancer Chemoprevention by Targeting the Epigenome. Curr Drug Targets 12: 1925-1956

64. Davis CD, Ross SA (2008) Evidence for dietary regulation of microR-NA expression in cencer cells. Nutr Rev 66: 477-482

65. Duthie SJ (2011) Folate and cancer: how DNA damage, repair and methylation impact on colon carcinogenesis. J Inherit Metab Dis 34: 101-109

66. Fang MZ, Wang Y, Ai N (2003) Tea polyphenol (-)-epigallocate-chin-3-gallate inhibits DNA methyltransferase and reactivates meth-ylation-silenced genes in cancer cell lines. Cancer Res 63: 7563-7570

67. Lee WJ, Shim JY, Zhu BT (2005) Mechanisms for the inhibition of DNA methyltransferases by tea catechins and bioflavonoids. Mol Pharmacol 68: 1018-1030

68. Majid S, Kikuno N, Nelles J (2008) Genistein induces the p21WAF1/CIP1 and p16INK4a tumor suppressor genes in prostate cencer cells by epigenetic mechanisms involving active chromatin modification. Cancer Res 68: 2736-2744

69. Li Y, Liu L, Andrews LG, Tollefsbol TO (2009) Genistein depletes telomerase activity through cross-talk between genetic and epigenetic mechanisms. Int J Cancer 125: 286-296

70. Liu Z, Liu S, Xie Z (2009) Modulation of DNA methylation by a sesqui-terpene lactone parthenolide. J Pharmacol Exp Ther 329: 505-514

71. Koprowska K, Czyż M (2010) Molekularne mechanizmy działania partenolidu - stary lek z nową twarzą. Postępy Hig Med Dośw 64: 100-114

72. Liu Z, Xie Z, Jones W (2009) Curcumin is a potent DNA hypomethyla-tion agent. Bioorg Med Chem Lett 19: 706-709

73. Park S, Mori R, Shimokawa I (2013) Do sirtuins promote mammalian longevity: A critical review in its relevance to the longevity effect in-duced by calorie restriction. Mol Cells 35: 474-480

74. Olaharski AJ, Rine J, Marshall BL (2005) The flavoring agent dihydro-coumarin reverses epigenetic silencing and inhibits sirtuin deacetylas-es. PLoS Genet 1: e77

75. Li Y, Tollefsbol TO (2011) p16INK4a suppression by glucose restriction contributes to human cellular lifespan extension through SIRT1-medi-ated epigenetic and genetic mechanisms. PLoS One 6: e17421

76. Huang J, Qini G, Han L, Jian L, Zhang H, Sun Y, Zhang Z, Tong T (2008) SIRT1 overexpression antagonizes cellular senescence with acti-vated ERK/S6K1 signaling in human diploid fibroblasts. PLoS One 3: e1710

77. Yamashita S, Ogawa K, Ikei T, Udono M, Fujiki T, Katakura Y (2012) SIRT1 prevents replicative senescence of normal human umbilical cord fibroblast through potentiating the transcription of human telo-merase reverse transcriptase gene. Biochem Biophys Res Commun 417: 630-634

78. Huang CH, Shiu SM, Wu MT, Chen WL, Wang SG, Lee HM (2013) Monacolin K affects lipid metabolism through SIRT1/AMPK pathway in HepG2 cells. Arch Pharm Res 36: 1541-1551

79. Rando TA, Chang HY (2012) Aging, rejuvenation, and epigenetic re-programming: resetting the aging clock. Cell 148: 46-57

80. Rajendran P, Ho E, Williams DE, Dashwood RH (2011) Dietary phy-tochemicals, HDAC inhibition, and DNA damage/repair defects in cancer cells. Clin Epigenetics 3: 4

81. Sainz RM, Mayo JC, Rodriguez C, Tan DX, Lopez-Burillo S, Reiter RJ (2003) Melatonin and cell death: differential actions on apoptosis in normal and cancer cells. Cell Mol Life Sci 60: 1407-1426


Natural compounds — modulators of senescence and cell deathMagdalena Dudkowska1,*, Karolina Kucharewicz2

1Laboratory of the Molecular Bases of Aging, Nencki Institute of Experimental Biology, Polish Academy of Sciences, 3 Pasteura St., 02-093 Warsaw, Poland 2College of Inter-Faculty Individual Studies in Mathematics and Natural Sciences, University of Warsaw, 93 Żwirki i Wigury St., 02-089 Warsaw, Poland*e-mail: [email protected]

Key words: natural compounds, caloric restriction, cellular senescence, cell death, longevity, rejuvenation

ABSTRACTFor hundreds of years natural compounds have been used in herbal medicine. They have been known for their antibacterial, antifungal, anti-cancer activities as well as for enhancing wound healing and improving immunity. Recently growing interest in natural compounds has been observed, due to their ability to modulate cellular senescence. Particularly interesting are these compounds that can induce tumor senescence, delay senescence of normal cells or reverse changes associated with senescence – acting as “rejuvenation” agents. It has been shown that some of the natural compounds can both promote senescence of tumor cells as well as prevent it in normal cells. Thus, they can be useful in therapy of age-related diseases. Natural compounds can regulate nutrient and energy sensing signaling pathways that are involved in senescence. They can also influence the synthesis of reactive oxygen species, secretion of cytokines, telomere shortening or epigenetic changes of DNA. Natural agents often act in a pleiotropic manner. They can modulate cellular senescence in many ways e.g. by direct neutralization of free radicals and affecting other regulatory signaling pathways. Furthermore natural compounds, commonly used for years e.g. as spices, usually don’t have any side effects. Therefore, their use as dietary supplements or in long term therapy appears to be relatively safe.

82. Tan DX, Chen LD, Poeggeler B, Manchester LC, Reiter RJ (1993) Mel-atonin: a potent, endogenous, hydroxyl radical scavenger. Endocrine J 1: 57-60

83. Reiter RJ, Acuna-Castroviejo D, Tan DX, Burkhardt S (2001) Free rad-ical-mediated molecular damage. Mechanisms for the protective ac-tions of melatonin in the central nervous system. Ann NY Acad Sci 939: 200-215

84. Pablos MI, Agapito MT, Gutierrez R, Recio JM, Menendez-Pelaez A (1995) Melatonin stimulates the activity of the detoxifying enzyme glu-tathione peroxidase in several tissues of chicks. J Pineal Res 19: 111-115

85. Antolin I, Rodriguez C, Sainz RM, Mayo JC, Uria H, Kotler M (1996) Neurohormone melatonin prevents cell damage: effect on gene ex-pression for antioxidative enzymes. FASEB J 10: 882-890

86. Pozo D, Reiter RJ, Calvo JR, Guerrero JM (1997) Inhibition of cerebel-lar nitric oxide synthase and cyclic GMP production by melatonin via complex formation with calmodulin. J Cell Biochem 65: 430-442

87. Pappola MA, Bozner P, Soto C, Shao H, Robakis N, Zagorski M (1998) Inhibition of Alzheimer -fibrillogenesis by melatonin. J Biol Chem 273: 7185-7189

88. Menon VP, Sudheer AR (2007) Antioxidant and anti-inflammatory properties of curcumin. Adv Exp Med Biol 595: 105-125

89. Monroy A, Lithgow GJ, Alavez S (2013) Curcumin and Neurodegener-ative Diseases. IUBMB 39: 122-132

90. Hamaguchi T, Ono K, Yamada M (2010) Curcumin and Alzheimer’s Disease. CNS Neuroscience & Therapeutics 16: 285-297

91. Saul N, Pietsch K, Menzel R, Sturzenbaum SR, Steinberg CEW (2010) The longevity effect of tannic acid in Caenorhabditis elegans: Dispos-able Soma meets hormesis. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 65: 626-635

92. Heo SJ, Ko SC, Cha SH, Kang DH, Park HS, Choi YU, Kim D, Jung WK, Jeon YJ (2009) Effect of phlorotannins isolated from Ecklonia cava on melanogenesis and their protective effect against photo-oxidative stress induced by UV-B radiation. Toxicol In Vitro 23: 1123-1130

93. Bae JY, Choi JS, Choi YJ, Shin SY, Kang SW, Han SJ, Kang YH (2008) (-) Epigallocatechin gallate hampers collagen destruction and collage-nase activation in ultraviolet-B-irradiated human dermal fibroblasts: involvement of mitogen-activated protein kinase. Food Chem Toxicol 46: 1298-1307

94. Babich HA, Schuck G, Weisburg JH, Zuckerbraun HL (2011) Research strategies in the study of the pro-oxidant nature of polyphenol nutra-ceuticals. J Toxicol 2011: 467305

95. Khan HY, Zubair H, Faisal M, Ullah MF, Farhan M, Sarkar FH, Ahmad A, Hadi SM (2013) Plant polyphenol induced cell death in human can-

cer cells involves mobilization of intracellular copper ions and reactive oxygen species generation: A mechanism for cancer chemopreventive action. Mol Nutr Food Res 58: 437-446

96. Khan HY, Zubair H, Ullah MF, Ahmad A (2012) A prooxidant mecha-nism for the anticancer and chemopreventive properties of plant poly-phenols. Curr Drug Targets 13: 1738-1749

97. Mocchegiani E, Costarelli L, Basso A, Giacconi R, Piacenza F, Malavol-ta M (2013) Metallothioneins, ageing and cellular senescence: a future therapeutic target. Curr Pharm Des 19: 1753-1764

98. Cho EJ, Yokozawa T, Okamoto T (2007) Protective effect of Chinese prescription Kangen-karyu and its crude drug Tanjin against age-re-lated lipidosis in rats. J Pharm Pharmacol 59: 687-694

99. Campisi J, Andersen JK, Pankaj K, Melov S (2011) Cellular senescence: a link between cancer and age-related degenerative disease? Semin Cancer Biol 21: 354-359

100. Moiseeva O, Deschenes-Simard X, Pollak M, Ferbeyre G (2013) Met-formin, aging and cancer. Aging 5: 330-331

101. Laberge RM, Zhou L, Sarantos MR, Rodier F, Freund A, de Keizer PL, Liu S, Demaria M, Cong YS, Kapahi P, Desprez PY, Hughes RE, Campisi J (2012) Glucocorticoids suppress selected components of the senescence-associated secretory phenotype. Aging Cell 11: 569-578

102. Imagawa K, de Andres MC, Hashimoto K, Pitt D, Itoi E, Goldring MB, Roach HI, Oreffo RO (2011) The epigenetic effect of glucosamine and a nuclear factor-kappa B (NF-kB) inhibitor on primary human chondrocytes — implication for osteoarthritis. Biochem Biophys Res Commun 405: 362-367

103. Sarkar FH, Li Y (2004) Cell signaling pathways altered by natural chemopreventive agents. Mutat Res 555: 53-64

104. Lin L, Huang QX, Yang SS, Chu J, Wang JZ, Tian Q (2013) Melatonin in Alzheimer’s Disease. Int J Mol Sci 14: 14575-14593

105. Jun Z, Fengzhen Y, Li Z, Jiang-gang W, Puyuan W, Hao L, Wenwen L, Zhi S, Sharman EH, Bondy SC (2014) Dietary melatonin attenuates age-related changes in morphology and in levels of key proteins in globus pallidus of mouse barin. Brain Res 1546: 1-8

106. Li Z, Geng YN, Jiang JD, Kong WJ (2014) Antioxidant and Anti-In-flammatory Activities of Berberine in the Treatment of Diabetes Melli-tus. Evid Based Complement Alternat Med 2014: 289264

107. Shoba G, Joy D, Joseph T, Majeed M, Rajendran R, Srinivas PS (1998) Influence of piperine on the pharmacokinetics of curcumin in animals and human volunteers. Planta Med 64: 353-356

Documents

Związki pochodzenia naturalnego modulujące starzenie i śmierć