Ecological geneticsEcological geneticsЭкологическая генетика1811-09322411-9202Eco-Vector248610.17816/ecogen1243-14ArticlesСтатьиResearch ArticleInfluence of phytoecdysteroids and plants steroidal glycosides on the lifespan and stress resistance of drosophila melanogasterВлияние препаратов, содержащих фитоэкдистероиды и стероидные гликозиды растений, на продолжительность жизни и стрессоустойчивость drosophila melanogasterShaposhnikovMikhail VyacheslavovichШапошниковМихаил Вячеславович

Leading Researcher, PhD, Associate Professor, Laboratory of Molecular Radiobiology and Gerontology

к. б. н., ведущий научный сотрудник, доцент, лаборатория молекулярной радиобиологии и геронтологии

mshaposhnikov@mail.ruShilovaLyubov' AlekseevnaШиловаЛюбовь Алексеевна

assistant, Laboratory of Molecular Radiobiology and Gerontology

лаборант, лаборатория молекулярной радиобиологии и геронтологии

lyubov.schilova@yandex.ruPlyusninaEkaterina NikolaevnaПлюснинаЕкатерина Николаевна

Researcher, PhD, Laboratory of Molecular Radiobiology and Gerontology

к. б. н., научный сотрудник, лаборатория молекулярной радиобиологии и геронтологии

kateplus@mail.ruVolodinaSvetlana OlegovnaВолодинаСветлана Олеговна

Head of Laboratory, Doctor of Biological Sciences, Professor, Laboratory of Biotechnology

к. б. н., старший научный сотрудник, лаборатория биотехнологии

volodina@ib.komisc.ruVolodinVladimir Vital'yevichВолодинВладимир Витальевич

Head of Laboratory, Doctor of Biological Sciences, Professor, Laboratory of Biotechnology

д. б. н., зав. лабораторией, профессор, лаборатория биотехнологии

volodin@presidium.komisc.ruMoskalevAleksey AleksandrovichМоскалевАлексей Александрович

Head. Laboratory, Doctor of Biological Sciences, Associate Professor, Laboratory of Molecular Radiobiology and Gerontology

д. б. н., заведующий, доцент, лаборатория молекулярной радиобиологии и геронтологии

amoskalev@list.ruInstitute of Biology of the Komi Science Centre of the Ural Division RASФГБУ науки «Институт биологии Коми» научного центра Уральского отделения Российской академии наук15122014124VOL 12, NO4 (2014)ТОМ 12, №4 (2014)31430032016Copyright ©; 2014, Shaposhnikov M.V., Shilova L.A., Plyusnina E.N., Volodina S.O., Volodin V.V., Moskalev A.A.Copyright ©; 2014, Шапошников М.В., Шилова Л.А., Плюснина Е.Н., Володина С.О., Володин В.В., Москалев А.А.2014Shaposhnikov M.V., Shilova L.A., Plyusnina E.N., Volodina S.O., Volodin V.V., Moskalev A.A.Шапошников М.В., Шилова Л.А., Плюснина Е.Н., Володина С.О., Володин В.В., Москалев А.А.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.eco-vector.com/ecolgenet/article/view/2486

Background. Elucidation of the molecular mechanisms of effects of the active substances of plant adaptogens is a topical area of researches. Materials and methods. We studied the effect of herbal substances containing phytoecdysteroids (20-hydroxyecdysone and inokosterone) of Serratula coronata L. or steroidal glycosides (dioscin and protodioscine) of Trigonella foenum-graecum L. on the expression level of stress response genes (genes of heat shock proteins, DNA repair, antioxidant defense and apoptosis), stressresistanse (paraquat, starvation, hyperthermia) and lifespan of Drosophila melanogaster. Results. The studied herbal substances upregulated genes of antioxidant defense mechanisms (Sod1), but downregulated the DNA repair (XPF and Rad51) and apoptosis (Hid) genes. At the same time herbal substances induced weak adaptogenic and antiaging effects. Conclusion. Our results demonstrate that the herbal substances containing phytoecdysteroids and steroidal glycosides change the expression level of stress-response genes and activate mechanisms of hormesis.

Выяснение молекулярных механизмов действия активных субстанций растительных адаптогенов является актуальным направлением исследований. В настоящей работе мы изучили влияние фитопрепаратов, содержащих фитоэкдистероиды (20-гидроксиэкдизон и инокостерон) Serratula coronata L. или стероидные гликозиды (диосцин и протодиосцин) Trigonella foenum-graecum L. на экспрессию генов стресс-ответа, стрессоустойчивость и продолжительность жизни Drosophila melanogaster. Показано, что фитопрепараты активируют механизмы антиоксидантной защиты (Sod1), но снижают уровень индукции генов репарации ДНК (XPF и Rad51) и апоптоза (Hid). В тоже время изученные фитопрепараты обладают умеренным адаптогенным и геропротекторным эффектом, связанным с активацией механизмов гормезиса.

Drosophilaphytoecdysteroidsplants steroidal glycosidesadaptogenslifespanstress resistancehormesisDrosophilaэкдистероидыстероидные гликозидырастительные адаптогеныпродолжительность жизнистрессоустойчивостьгормезисАнисимов В. Н. (2003) Молекулярные и физиологические механизмы старения. СПб.: Наука.Белый В. А., Печникова А. А., Кочева Л. С., с соавт. (2010) Лигнины родиолы розовой и серпухи венценосной: особенности химической структуры и антиоксидантные свойства. Успехи геронтологии. Т. 23: (2): С. 221-227.Володин В. В., Матаев С. И. (2011) Экдистероидсодержащие растения - источники новых адаптогенов. Вестник биотехнологии и физико-химической биологии имени Ю. А. Овчинникова. Т. 7 (2): С. 52-59.Amrit F. R., Boehnisch C. M., May R. C. (2010) Phenotypic covariance of longevity, immunity and stress resistance in the Caenorhabditis nematodes. PLoS ONE. V. 5 (4): P. e9978.Arking R., Burde V., Graves K., et al. (2000) Forward and reverse selection for longevity in Drosophila is characterized by alteration of antioxidant gene expression and oxidative damage patterns. Exp. Gerontol. V. 35 (2): P. 167-185.Ashburner M. (1989) Drosophila: A laboratory manual. Cold Spring Harbor, N. Y.: Cold Spring Harbor Laboratory.Calabrese V., Cornelius C., Mancuso C., et al. (2008) Cellular stress response: a novel target for chemoprevention and nutritional neuroprotection in aging, neurodegenerative disorders and longevity. Neurochem. Res. V. 33 (12): P. 2444-2471.Danilov A., Shaposhnikov M., Plyusnina E., et al. (2013) Selective anticancer agents suppress aging in Drosophila. Oncotarget. V. 4 (9): P. 1527-1546.Le Bourg E. (2009) Hormesis, aging and longevity. Biochim Biophys Acta. V. 1790 (10): P. 1030-1039.Livak K. J., Schmittgen T. D. (2001) Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2-ΔΔC (T) Method. Methods. V. 25 (4): P. 402-408.Minois N. (2000) Longevity and aging: beneficial effects of exposure to mild stress. Biogerontology. V. 1 (1): P. 15-29.Moskalev A. (2007) Radiation-induced life span alteration of Drosophila lines with genotype differences. Biogerontology. V. 8 (5): P. 499-504.Moskalev A., Shaposhnikov M. (2011) Pharmacological inhibition of NF-κB prolongs lifespan of Drosophila melanogaster. Aging (Albany NY). V. 3 (4): P. 391-394.Moskalev A., Shaposhnikov M., Snezhkina A., et al. (2014) Mining gene expression data for pollutants (dioxin, toluene, formaldehyde) and low dose of gamma-irradiation. PLoS ONE. V. 9 (1): P. e86051.Moskalev A., Shaposhnikov M., Turysheva E. (2009) Life span alteration after irradiation in Drosophila melanogaster strains with mutations of Hsf and Hsps. Biogerontology. V. 10 (1): P. 3-11.Moskalev A. A., Plyusnina E. N., Shaposhnikov M. V. (2011) Radiation hormesis and radioadaptive response in Drosophila melanogaster flies with different genetic backgrounds: the role of cellular stress-resistance mechanisms. Biogerontology. V. 12 (3): P. 253-263.Moskalev A. A., Shaposhnikov M. V. (2010) Pharmacological inhibition of phosphoinositide 3 and TOR kinases improves survival of Drosophila melanogaster. Rejuvenation Res. V. 13 (2-3): P. 246-247.Mylnikov S. V., Kokko H. I., Karenlampi S. O., et al. (2005) Rubus fruit juices affect lipid peroxidation in a Drosophila melanogaster model in vivo. J. Agric. Food Chem. V. 53 (20): P. 7728-7733.Panossian A., Wikman G., Wagner H. (1999) Plant adaptogens. III. Earlier and more recent aspects and concepts on their mode of action. Phytomedicine. V. 6 (4): P. 287-300.Rattan S. I. (2008) Hormesis in aging. Ageing Res. Rev. V. 7 (1): P. 63-78.RCoreTeam. R: A Language and Environment for Statistical Computing. Cited 4.08.2014. URL: http://www.R-project.org.Shaposhnikov M., Latkin D., Plyusnina E., et al. (2014) The effects of pectins on life span and stress resistance in Drosophila melanogaster. Biogerontology. V. 15 (2): P. 113-127.Tatar M., Khazaeli A. A., Curtsinger J. W. (1997) Chaperoning extended life. Nature. V. 390 (6655): P. 30.Wang C., Li Q., Redden D. T., et al. (2004) Statistical methods for testing effects on “maximum lifespan”. Mech. Ageing Dev. V. 125 (9): P. 629-632.Yang P., He X. Q., Peng L., et al. (2007) The role of oxidative stress in hormesis induced by sodium arsenite in human embryo lung fibroblast (HELF) cellular proliferation model. Journal of toxicology and environmental health. Part A. V. 70 (11): P. 976-983.Zhao Y., Sun H., Lu J., et al. (2005) Lifespan extension and elevated hsp gene expression in Drosophila caused by histone deacetylase inhibitors. J. Exp. Biol. V. 208 (Pt 4): P. 697-705.