Эпиталон (Epitalon)

Что такое Эпиталон?

Эпиталон (также известный как Epitalon, Epithalon или Epithalamin) — короткий синтетический пептид, известный тем, что активирует фермент теломеразу и стимулирует высвобождение мелатонина. Впервые разработанный в России в 1980-х годах, эпиталон, как было показано, задерживает возрастные изменения в репродуктивной и иммунной системах и увеличивает продолжительность жизни мышей и крыс. Хотя он в первую очередь представляет интерес для исследований против старения, эпиталон показал значительные эффекты при некоторых типах рака, инфекционных заболеваниях и в регуляции ДНК.

Структура Эпиталона

Последовательность: Ala-Glu-Asp-Gly
Молекулярная формула: C14H22N4O9
Молекулярный вес: 390.349 г/моль
PubChem CID: 219042
Номер CAS: 307297-39-8

Исследования Эпиталона

1. Роль теломеразы в антивозрастном действии эпиталона

Ранние исследования с использованием насекомых и грызунов показали, что эпиталон может существенно продлить жизнь. У нормальных здоровых плодовых мушек и крыс эпиталон снижает смертность на 52%. У мышей, склонных как к сердечным заболеваниям, так и к раку, эпиталон продлевает жизнь на целых 27% по сравнению с контрольной группой [1]. По крайней мере, часть ответа на вопрос, как эпиталон достигает этих глубоких эффектов, заключается в его способности устранять свободные радикалы (заряженные молекулы, которые наносят вред здоровым тканям).

Однако антиоксидантная активность — не единственная причина, по которой эпиталон продлевает жизнь. Имеются убедительные доказательства, полученные в ходе экспериментов in vitro на соматических клетках человека, показывающие, что эпиталон активирует фермент, называемый теломераза [2]. Теломераза защищает теломеры, концы хромосом, которые имеют решающее значение для обеспечения здоровья ДНК. Активация теломеразы эпиталоном напрямую приводит к уменьшению количества ошибок, содержащихся в цепи ДНК, что подтверждает идею о том, что эпиталон защищает ДНК от повреждений [3], [4]. Короче говоря, эпиталон защищает ДНК от накопления ошибок с течением времени, процесса, который в конечном итоге приводит к дисфункции клеток, старению и даже раку в некоторых случаях.

2. Эпиталон и активация ДНК

Ни его воздействие на свободные радикалы, ни его воздействие на теломеры не кажутся достаточными для объяснения глубоких эффектов, которые эпиталон оказывает на долголетие. Действительно, ученые усердно работают над тем, чтобы понять, как этот короткий пептид достигает тех эффектов, которые он оказывает, чтобы механизмы можно было изучить более подробно. Как оказалось, по крайней мере часть ответа может исходить из того факта, что эпиталон изменяет экспрессию определенных генов.

Исследования в клеточных культурах показывают, что эпиталон напрямую взаимодействует с ДНК, чтобы включить и усилить экспрессию определенных генов. Эпиталон взаимодействует с промоторными областями генов CD5, IL-2, MMP2 и Tram1 [5]. CD5 и IL-2 оба влияют на функцию иммунной системы, в то время как MMP2 играет важную роль в поддержании внеклеточного матрикса в коже, сухожилиях и других соединительных тканях. Эти результаты показывают, что эпиталон может влиять на функцию иммунной системы и способность организма к самовосстановлению не только после травмы, но и после типичного ежедневного стресса.

Неудивительно, что эпиталон влияет на иммунную систему. Исследования на крысах показывают, что эпиталон усиливает экспрессию интерферона гамма в стареющих лимфоцитах [6]. Интерферон гамма является важнейшей сигнальной молекулой в иммунной системе. Он важен для борьбы с вирусными инфекциями посредством активации макрофагов, естественных клеток-киллеров и Т-клеток.

Ниже приведены известные взаимодействия ДНК эпиталона:

1. CD5 – приводит к дифференциации иммунных клеток
2. ИЛ-2 – увеличивает выработку ИЛ-2, который регулирует лейкоциты
3. MMP2 – усиливает активацию MMP и уменьшает воспаление
4. Tram1 – усиливает выработку белка
5. Арилалкиламин-N-ацетилтрансфераза – усиливает выработку мелатонина
6. pCREB t – регуляция циркадных ритмов и противоопухолевые эффекты
7. Теломераза – активность теломеразы увеличивает продолжительность жизни клеток

3. Эпиталон и здоровье кожи

Как указано выше, эпиталон оказывает положительное влияние на ген, регулирующий MMP2. MMP2 — это белок, обнаруженный в соединительной ткани, например, в коже. Исследования на грызунах показывают, что эпиталон не только активирует этот ген, но и активирует фибробласты, клетки, которые производят и поддерживают MMP2, а также другие компоненты внеклеточного матрикса, такие как коллаген и эластин. У мышей, подвергшихся воздействию эпиталона, наблюдается увеличение активации фибробластов на 30–45 % [7]. Активируя фибробласты, эпиталон может помочь повысить скорость заживления и компенсировать естественное ухудшение структуры и целостности кожи, происходящее с возрастом.

Еще одним доказательством пользы эпиталона для кожи является тот факт, что он снижает активность каспазы-3. Каспаза-3 — это фермент в апоптозе или запрограммированном пути гибели клеток. Снижая активность каспазы-3, эпиталон помогает защищать фибробласты и другие клетки кожи, сохраняя их живыми и здоровыми в течение более длительного периода времени [8].

4. Эпиталон и рост опухоли

Было обнаружено, что ежедневное введение эпиталона крысам, больным раком, приводит к замедлению роста опухоли [9]. Пептид не только уменьшает рост опухоли, но и предотвращает метастазирование или распространение этих опухолей на отдаленные ткани [10], [11]. Эпиталон в настоящее время исследуется как потенциальное средство лечения рака молочной железы с положительным статусом Her-2/neu и представляет интерес для предотвращения развития некоторых типов лейкемии, а также рака яичек [12], [13].

Замедленный рост опухоли у мышей, подвергшихся воздействию эпиталона, по сравнению с контрольной группой

Есть некоторые доказательства того, что эпиталон активирует ген белка PER1, который находится в гипоталамусе. PER1, который помогает регулировать циркадный ритм, недостаточно экспрессируется у онкологических больных. Неясно, предшествует ли эта недостаточная экспрессия развитию рака и, следовательно, способствует росту рака или является следствием развития рака. Очевидно, что белок влияет на рост рака после того, как рак установлен. Контроль экспрессии PER1 может быть одним из способов естественного замедления роста опухоли. Исследования показывают, что экспрессия PER1 сенсибилизирует клетки к воздействию радиации и, следовательно, может помочь снизить дозы радиации, необходимые для лечения некоторых видов рака, факт, который не только компенсирует немедленные побочные эффекты, но и снижает возникновение вторичных опухолей после высоких доз радиации [14].

PER1 вызывает повышенную скорость гибели клеток, вызванной ионизирующим излучением

5. Секреция эпиталона и мелатонина

Мелатонин, связанный со сном и старением, вырабатывается шишковидной железой. Исследования на крысах показывают, что эпиталон и подобные пептиды влияют как на синтез, так и на высвобождение мелатонина, влияя на экспрессию двух белков (арилалкиламин-N-ацетилтрансфераза (AANAT) и транскрипционный белок pCREB) [15].Оба этих гена играют важную роль в выработке мелатонина и в циркадном (день/ночь) контроле высвобождения мелатонина. Исследования на обезьянах показывают, что эпиталон восстанавливает секрецию мелатонина до нормы [16].

6. Эпиталон и зрение

Испытание на крысах, страдающих пигментным ретинитом, показало, что эпиталон улучшает результаты у 90% пациентов [17]. Похоже, что пептид помогает сохранить нормальную структуру глаза, одновременно усиливая биоэлектрическую функцию сетчатки, необходимую для зрения.

Список источников

1. V. N. Anisimov, S. V. Mylnikov, and V. K. Khavinson, “Pineal peptide preparation epithalamin increases the lifespan of fruit flies, mice and rats,” Mech. Ageing Dev., vol. 103, no. 2, pp. 123–132, Jun. 1998. [PubMed]
2. V. K. Khavinson, I. E. Bondarev, and A. A. Butyugov, “Epithalon peptide induces telomerase activity and telomere elongation in human somatic cells,” Bull. Exp. Biol. Med., vol. 135, no. 6, pp. 590–592, Jun. 2003. [PubMed]
3. T. A. Dzhokhadze, T. Z. Buadze, M. N. Gaiozishvili, M. A. Rogava, and T. A. Lazhava, “[Functional regulation of genome with peptide bioregulators by hypertrophic cardiomyopathy (by patients and relatives)],” Georgian Med. News, no. 225, pp. 94–97, Dec. 2013. [PubMed]
4. V. N. Anisimov et al., “Effect of Epitalon on biomarkers of aging, life span and spontaneous tumor incidence in female Swiss-derived SHR mice,” Biogerontology, vol. 4, no. 4, pp. 193–202, 2003. [PubMed]
5. V. K. Khavinson, S. I. Tarnovskaya, N. S. Linkova, V. E. Pronyaeva, L. K. Shataeva, and P. P. Yakutseni, “Short cell-penetrating peptides: a model of interactions with gene promoter sites,” Bull. Exp. Biol. Med., vol. 154, no. 3, pp. 403–410, Jan. 2013. [PubMed]
6. N. S. Lin’kova, B. I. Kuznik, and V. K. Khavinson, “[Peptide Ala-Glu-Asp-Gly and interferon gamma: their role in immune response during aging],” Adv. Gerontol. Uspekhi Gerontol., vol. 25, no. 3, pp. 478–482, 2012. [PubMed]
7. N. I. Chalisova, N. S. Lin’kova, A. N. Zhekalov, A. O. Orlova, G. A. Ryzhak, and V. K. Khavinson, “[Short peptides stimulate skin cell regeneration during ageing],” Adv. Gerontol. Uspekhi Gerontol., vol. 27, no. 4, pp. 699–703, 2014. [PubMed]
8. N. S. Lin’kova et al., “Peptide Regulation of Skin Fibroblast Functions during Their Aging In Vitro,” Bull. Exp. Biol. Med., vol. 161, no. 1, pp. 175–178, May 2016. [PubMed]
9. I. A. Vinogradova, A. V. Bukalev, M. A. Zabezhinski, A. V. Semenchenko, V. K. Khavinson, and V. N. Anisimov, “Effect of Ala-Glu-Asp-Gly peptide on life span and development of spontaneous tumors in female rats exposed to different illumination regimes,” Bull. Exp. Biol. Med., vol. 144, no. 6, pp. 825–830, Dec. 2007. [PubMed]
10. G. Kossoy, V. N. Anisimov, H. Ben-Hur, N. Kossoy, and I. Zusman, “Effect of the synthetic pineal peptide epitalon on spontaneous carcinogenesis in female C3H/He mice,” Vivo Athens Greece, vol. 20, no. 2, pp. 253–257, Apr. 2006. [PubMed]
11. V. N. Anisimov et al., “Inhibitory effect of the peptide epitalon on the development of spontaneous mammary tumors in HER-2/neu transgenic mice,” Int. J. Cancer, vol. 101, no. 1, pp. 7–10, 2002. [PubMed]
12. V. N. Anisimov, V. K. Khavinson, I. N. Alimova, A. V. Semchenko, and A. I. Yashin, “Epithalon decelerates aging and suppresses development of breast adenocarcinomas in transgenic her-2/neu mice,” Bull. Exp. Biol. Med., vol. 134, no. 2, pp. 187–190, Aug. 2002. [PubMed]
13. I. A. Vinogradova, A. V. Bukalev, M. A. Zabezhinski, A. V. Semenchenko, V. K. Khavinson, and V. N. Anisimov, “Geroprotective effect of ala-glu-asp-gly peptide in male rats exposed to different illumination regimens,” Bull. Exp. Biol. Med., vol. 145, no. 4, pp. 472–477, Apr. 2008. [PubMed]
14. S. Gery, N. Komatsu, L. Baldjyan, A. Yu, D. Koo, and H. P. Koeffler, “The circadian gene per1 plays an important role in cell growth and DNA damage control in human cancer cells,” Mol. Cell, vol. 22, no. 3, pp. 375–382, May 2006. [PubMed]
15. V. K. Khavinson, L. K. Shataeva, and A. A. Chernova, “Effect of regulatory peptides on gene transcription,” Bull. Exp. Biol. Med., vol. 136, no. 3, pp. 288–290, Sep. 2003. [PubMed]
16. O. V. Korkushko et al., “[Normalizing effect of the pineal gland peptides on the daily melatonin rhythm in old monkeys and elderly people],” Adv. Gerontol. Uspekhi Gerontol., vol. 20, no. 1, pp. 74–85, 2007. [PubMed]
17. V. Khavinson, M. Razumovsky, S. Trofimova, R. Grigorian, and A. Razumovskaya, “Pineal-regulating tetrapeptide epitalon improves eye retina condition in retinitis pigmentosa,” Neuro Endocrinol. Lett., vol. 23, no. 4, pp. 365–368, Aug. 2002. [PubMed]