13 декабря 2016 года
состоялось очередное заседание Президиума Российской академии наук
Члены Президиума заслушали научное сообщение «Физиологические механизмы обновления клеток и регенерации тканей».
Докладчик — академик Всеволод Арсеньевич Ткачук, декан Факультета фундаментальной медицины, директор Института регенеративной медицины МГУ имени М.В. Ломоносова.
С момента установления в середине XIX века клеточной структуры всех растений и животных одной из ключевых задач биологии являлось выяснение механизмов роста, обновления и регенерации тканей при повреждении. Биологические свойства различных типов клеток в организме и специализации их в ткани с отличающейся пластичностью закладываются еще на этапе внутриутробного развития.
При этом и во взрослом организме резервы обновления достаточно велики, что подкрепляется тем фактом, что обновление организма идет в течение всей жизни и связано не только с восстановлением после травм или заболеваний, но и происходит постоянно во всех органах и тканях. Так, например, клетки крови и слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта практически полностью обновляются за 7-9 суток, клетки крови живут от 1 дня до 3-х месяцев, структурные элементы печени — около 1 года, а костной ткани — до 10 лет. За жизнь в теле человека весом 70 кг образуется около 20 тонн клеток и с учетом того, что клетки человека имеют ограниченную способность к делению, объяснить такие масштабы обновления только удвоением зрелых клеток невозможно.
Действительно, в организме еще в эмбриогенезе формируется пул клеток, которые называют стволовыми. Эти клетки характеризуются способностью к самообновлению и превращению в другие типы клеток (дифференцировке) и участвуют как в физиологическом обновлении тканей, так и в регенерации после повреждения.
Впервые стволовые клетки открыты в 1909 году русским гистологом — А.А. Максимовым, и получили название гематопоэтических, так как из них клеток образуются как красные, так и белые клетки крови. В 60-х годах ХХ века советским цитологом А.Я. Фриденштейном были обнаружены мезенхимные стволовые клетки (МСК). Они служат основой всей стромы человека (кости, кожа, связки, мышцы). В начале нынешнего века появилась возможность превращать любые зрелые клетки в стволовые, а затем клонировать их в любые типы тканей, за что японский ученый Синья Яманака получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 2012 г.
Нами в течение многих лет изучались механизмы участия мезенхимных стволовых клеток (МСК) взрослого организма, выделяемых из различных тканей, в регенерации и репарации при повреждении ткани и во время обновления клеток. В ходе исследований мы обнаружили, что белки, вырабатываемые стволовыми клетками, являются одним из основных стимулов, с помощью которого они вызывают прорастание нервов и сосудов в опорный компонент тела, сформированный из клеток хрящевой, жировой, костной и мышечной тканей, которые могут образовываться из МСК. Установлена роль секретируемых мезенхимными стволовыми клетками цитокинов, факторов роста, матриксных белков и матриксных протеаз в процессах регенерации тканей. Созданы генотерапевтические и клеточные подходы к лечению ишемических заболеваний сердца и скелетных мышц, обнаружены новые транскрипционные факторы, участвующие в превращении мезенхимных стволовых клеток в жировые. Эти белки рассматриваются как мишени для создания новых лекарственных препаратов, проводится поиск биологически активных молекул и лекарственных препаратов, регулирующих процессы обновления клеток в органах и тканях.
Кроме того, МСК обладают способностью вырабатывать микровезикулы — частицы, несущие белки и нуклеиновые кислоты — ДНК и РНК, в том числе регуляторные. Такие микроРНК способны управлять экспрессией различных генов и дифференцировочным статусом клеток. Последнее обстоятельство является крайне важным, так как установлено, что зрелые клетки под влиянием микроРНК могут приобретать черты стволовых клеток (дедифференцироваться) и участвовать в регенерации и репарации тканей. Это может происходить в организме при необходимости обновления или восстановления органов, состоящих из очень стабильных и редко делящихся клеток (миокарда, головного мозга).
Таким образом, мы можем сказать, что в основе обновления и регенерации после повреждения лежат следующие основные механизмы:
· деление (пролиферация) зрелых клеток организма
· образование новых клеток из стволовых путем их дифференцировки
· дедифференцировка зрелых клеток с их последующей пролиферацией и дифференцровкой для получения новых клеток.
Использование в лечебных целях механизмов обновления клеток и регенерации тканей лежит в основе медицинского направления, которое получило название «регенеративная медицина». В США и странах Европы ведутся сотни клинических исследований стволовых клеток и генных препаратов, разрабатываются новые технологии и создается принципиально новая отрасль медицины, которая позволит существенно продлить жизнь человека. В России принят закон «О биомедицинских клеточных продуктах» и с 1 января 2017 года регенеративная медицина становится официальной отраслью здравоохранения.
Эта отрасль медицины совершенно незаменима при техногенных и природных катастрофах как способ спасения людей с тяжелыми ожогами или радиоактивным облучением. Кроме того, она позволяет восстановить структуры, ткани и даже целые органы, утраченные из-за болезни или врожденных дефектов. Регенеративная медицина в сочетании с генной терапией позволит в ближайшем будущем излечивать целый ряд заболеваний, которые до настоящего момента считались неизлечимыми или требуют длительной и дорогостоящей поддерживающей терапии. Внедрение биомедицинских клеточных продуктов в здравоохранение позволит спасти пациентов с большой площадью ожогов кожи, фиброзом печени и сердца, летальными наследственными и неврологическими заболеваниями.
Со стороны РАН необходима координация исследований физиологии и биологии процессов развития организма, механизмов гибели и обновления клеток, репарации и регенерации тканей, а также в области генной и клеточной терапии, тканевой инженерии.
Необходимо организовать обучение, лицензирование и аккредитацию специалистов, имеющих право работать в этой области медицины, приобрести нужное оборудование, построить «чистые» лаборатории для производства биомедицинских клеточных продуктов и генно-терапевтических препаратов, финансировать их доклинические и клинических испытания в России.
В обсуждении доклада приняли участие:
Ак. В.П. Чехонин, ак. В.А. Черешнев, ак. Г.А. Месяц, ак. Л.М. Зеленый, ак. А.С. Бугаев, ак. М.Я. Маров, д.ф.-м.н. В.Ф. Вдовин — ИПФ РАН, чл.-корр. А.В. Васильев, ак.С.В. Готье, ак. Г.Т. Сухих, ак. Ю.В. Наточин, ак. А.И. Григорьев.
На заседании рассмотрен вопрос о присуждении золотой медали В.Л. Гинзбурга 2016 года (представление Экспертной комиссии и бюро Отделения физических наук) академику Михаилу Виссарионовичу Садовскому за цикл работ по теоретическим проблемам физики высокотемпературных сверхпроводников. Выдвинут Ученым советом Института электрофизики УрО РАН.
На заседании Экспертной комиссии присутствовали 9 членов Комиссии из 11. В соответствии с результатами тайного голосования большинством голосов (за — 8, против — 0, недействительных бюллетеней — 1) к присуждению золотой медали имени В.Л. Гинзбурга 2016 года рекомендована кандидатура академика М.В. Садовского.
На заседании бюро Отделения физических наук РАН присутствовали 19 членов Бюро из 36. В соответствии с результатами тайного голосования единогласно в президиум РАН представлен проект постановления о присуждении золотой медали имени В.Л. Гинзбурга 2016 года М.В. Садовскому.
Академик РАН Садовский М.В. внес большой вклад в объяснение электронного строения высокотемпературных сверхпроводников. Исследованные Садовским М.В. точно решаемые одномерные модели оказались востребованными в недавнее время в связи с проблемой объяснения псевдощелевого состояния в высокотемпературных сверхпроводниках. Проведенное им обобщение этих моделей на двумерный случай позволило объяснить основные свойства псевдощелевого состояния в ВТСП купратах, связав его с флуктуациями ближнего антиферромагнитного порядка.
В последние годы Садовский М.В. расширил тематику своих работ и на современные вычислительные методы. В этой области им было сделано обобщение динамической теории среднего поля в теории сильно коррелированных систем, позволившее учесть эффекты нелокальности, а также взаимодействие с примесями, фононами и другими возбуждениями. Вместе с соавторами им проведены пионерские расчеты электронных спектров новых высокотемпературных сверхпроводников на основе железа. Полученные результаты оказались в хорошем согласии с проведенными позднее ARPES (неупругая спектроскопия с угловым разрешением) экспериментами и привели к созданию «стандартной модели» электронного спектра новых сверхпроводников.
На заседании рассмотрен вопрос о присуждении премии имени Ф.А. Бредихина 2016 года (представление Экспертной комиссии и бюро Отделения физических наук) д.ф.-м.н. Владимиру Михайловичу Липунову (МГУ им. М.В. Ломоносова), д.ф.-м.н. Константину Александровичу Постнову и д.ф.-м.н. Михаилу Евгеньевичу Прохорову (Государственный астрономический институт имени П.К. Штернберга МГУ им. М.В. Ломоносова) за цикл работ «Предсказание доминирования слияния двойных черных дыр на гравитационно-волновых интерферометрах LIGO». Выдвинуты академиком А.А.Старобинским.
На заседании Экспертной комиссии присутствовали 7 членов Комиссии из 10. В соответствии с результатами тайного голосования большинством голосов (за — 5, против — 2, недействительных бюллетеней — 0) к присуждению премии имени Ф.А. Бредихина 2016 года рекомендованы кандидатуры В.М. Липунова, К.А. Постнова и М.Е. Прохорова.
На заседании бюро Отделения физических наук РАН присутствовали 20 членов Бюро из 36. В соответствии с результатами тайного голосования единогласно в президиум РАН представлен проект постановления о присуждении премии имени Ф.А. Бредихина 2016 года В.М. Липунову, К.А. Постнову, М.Е. Прохорову.
В представленном цикле работ получен фундаментальный теоретический результат — предсказание преимущественной регистрации гравитационных волн от сливающихся массивных двойных черных дыр гравитационно-волновыми интерферометрами LIGO. Результат был получен впервые в мире путем разработки и создания в ГАИШ МГУ комплекса программ для расчета эволюции двойных звезд в галактиках на основе самых общих и физически мотивированных предположений об образовании черных дыр в конце эволюции массивных звезд. Это предсказание было принято во внимание при определении оптимального частотного диапазона детекторов LIGO. Результат был позднее неоднократно повторен независимыми расчетами других научных групп. Открытие в 2015 году первых гравитационно-волновых источников детекторами LIGO блестяще подтвердило предсказание, полученное в работах Липунова В.М., Постнова К.А. и Прохорова М.Е. — все впервые зарегистрированные источники оказались сливающимися массивными двойными черными дырами.
На заседании рассмотрен вопрос о присуждении ученой степени доктора honoris causa иностранному ученому Роже Гилару (представление Отделения химии и наук о материалах).
Роже Гилар, 1940 г. рождения — выдающийся французский ученый, с 1979 г. по настоящее время работает в должности полного профессора в Университете Бургундии (Франция). В 1966 г. закончил Университет Дижона. В 1971 г. получил степень Ph. D. (Organic Chemistry). В 1980-1991 гг. — декан химического факультета Университета Бургундии, в 1992-2006 гг. — директор Института молекулярной химии.
Роже Гилар — специалист с мировым именем в области изучения гетероциклических соединений, органометаллической и координационной химии, автор более 450 научных статей и 24 международных патентов, получивших широкое признание. Роже Гилар внес большой вклад в изучение механизма взаимодействия кислорода с рядом гемопротеинов.
Роже Гилар играет исключительную роль в развитии международного сообщества порфиринов и фталоцианинов в качестве соорганизатора и вице-президента. При его непосредственном участии в 1999 г. был создан международный журнал Journal of Porphyrins and Phthalocyanines. Профессор Роже Гилар является соредактором порфириновой энциклопедии, которая в настоящий момент включает более 60 томов.
Сотрудничество с Россией играет важную роль в деятельности Роже Гилара. Начиная с 1992 г. были организованы первые совместные работы научных групп профессора Роже Гилара и академика Белецкой И.П. в области синтеза исследований новых полиазамакроциклических лигандов. В результате совместных программ были опубликованы десятки публикаций в высокорейтинговых журналах. Роже Гилар участвует в организации и проведении многочисленных международных конференций, удостоен порядка 20 различных премий и почетных званий.
На заседании рассмотрен вопрос о присуждении ученой степени доктора honoris causa иностранному ученому Шоу-Ан Чену (представление Отделения химии и наук о материалах).
Шоу-Ан Чен, 1940 г. рождения — выдающийся тайваньский ученый-химик, профессор Национального университета Цинь-Хуа (National Tsing Hua University, г. Синьчжу, Тайвань), с 2011 г. по настоящее время — директор Центра фундаментальных и прикладных исследований в области науки о материалах (Frontier Research Center on Fundamental and Applied Sciences of Matters) университета Цинь-Хуа. В 1962 г. получил ученую степень бакалавра в Национальном университете им. Чень-Куна на Тайване, в 1967г. — ученую степень магистра в Рочестерском университете (США), в 1969 г. — ученую степень Ph.D. по химической инженерии в Университете Вашингтона в Сент-Луисе. С 1973г. постоянно работает в Национальном университете Цинь-Хуа.
Шоу-Ан Чен является специалистом с мировым именем в области химического материаловедения, автором более трехсот научных работ, получивших широкое научное признание. Внес крупный вклад в создание новых электропроводящих (в т.ч. полупроводниковых) полимерных материалов для приложений в фотовольтаике, включая молекулярный дизайн и синтез новых полимеров, комплексное исследование их физических свойств и создание прототипов конечных устройств. С его именем связана разработка нового подхода к молекулярному дизайну сопряженных полимеров — так называемого «single-polymer approach», идея которого состоит в сочетании разнородных звеньев в единой макромолекуле. С использованием этого подхода Шоу-Ан Чену с коллегами удалось первыми синтезировать полупроводящий полимер, способный одновременно испускать красный, зеленый и голубой свет, что позволило сделать полноцветный дисплей на одном полимере. Эта идея открывает широкие возможности для индустриализации полимерных светоизлучающих диодов.
Шоу-Ан Чен является одним из основателей, первым редактором и главным редактором журнала Journal of Polymer Research (издательство Springer). Член редколлегий и наблюдательных советов 7 научных журналов. Шоу-Ан Чен два раза избирался президентом полимерного общества Тайваня. В 2008 г. был председателем оргкомитета Всемирного полимерного конгресса в Тайпее. Шоу-Ан Чен удостоен 20 различных премий и почетных званий. В 2003 г. получил премию Исполнительного Юаня (правительства) Тайваня в области науки и технологий.
Члены Президиума обсудили и приняли решения по ряду других научно-организационных вопросов.