|
|
Гилберт С. Биология развития: В 3-х т. Т. 3: Пер. с англ. – М.: Мир, 1995. – 352с.ПРОСТРАНСТВЕННАЯ УПОРЯДОЧЕННОСТЬ КЛЕТОК 9 нию исходной ткани. На рис. 15.3 представлена «реконструкция» ткани кожи 15-дневного зародыша мыши. Клетки кожи разделяли протеолитическими ферментами и помещали в ротационную культуру для образования агрегатов. В образовавшихся агрегатах эпидермальные клетки мигрировали к периферии, а клетки дермы – к центру. Через 72 ч происходила реконституция эпидермиса, формировался кератиновый слой, в области дермы были видны волосяные фолликулы. Таким образом, процедура агрегации позволяет индивидуальным клеткам восстановить ткань. В аналогичных экспериментах одиночные клетки в суспензии из зародышевой почки реагрегировали с образованием канальцев, а клетки сетчатки, объединяясь, формировали нейральную сетчатку. Такое восстановление сложных тканей из единичных клеток называют гистотипической агрегацией. Следовательно, клетки зародышевых органов сохраняют морфогенетическую информацию, что дает им возможность вновь формировать ткане- и органоспецифические структуры. У некоторых видов из суспензии единичных клеток может вновь возникнуть целый организм. Диссоциированные бластомеры морского ежа могут реагрегировать с образованием бластулоподобных структур, которые затем способны развиваться в нормальных личинок - плутеусов (рис. 15.4) (Giudice, 1962; Spiegel, Spiegel, 1975). Для этого необходимо
присутствие всех трех типов клеток (микромеров, макромеров и мезомеров), что свидетельствует о невозможности возврата клеток к дедифференцированному состоянию и последующей редифференцировке в соответствии с их новым положением (Spiegel, Spiegel, 1975). Если основной парадигмой генетики развития является дифференциальная экспрессия генов, то в случае морфогенеза парадигма основана на дифференциальном сродстве клеток. Изменение специфического сродства клеток и их миграция у зародышей морского ежа Разнообразные события в развитии и особенно события, связанные с направленными перемещениями клеток, объясняют изменением сродства клеточных поверхностей. Так, в гл. 4, например, описывались эксперименты (Fink, McClay, 1985), свидетельствующие о том, что во время ранней гаструляции происходит изменение сродства клеток-предшественников первичной мезенхимы. В начале гаструляции эти клетки утрачивают сродство к соседним клеткам и внеклеточному гиалиновому слою и одновременно приобретают сродство к волокнам фибронектина, выстилающим бластоцель. На более поздних этапах гаструляции эти клетки приобретают способность мигрировать к определенной части стенки бластоцеля. Кроме того, будучи «антисоциальными» по отношению друг к другу со времени ингрессии в бластоцель, теперь они начинают объединяться в синцитий и формировать мезодермальное кольцо вокруг инвагинирующей энтодермы. Эти изменения адгезионных свойств характеризуются временной специфичностью и специфичностью в отношении клеток первичной мезенхимы (McClay, Ettensohn. 1987). Изменение сродства клеток приобретает исключительную важность для процессов морфогенеза. Способы клеточной миграции Подвижная клетка (как и бесцельно движущаяся особь) едва ли в течение какого-то времени покинет свое исходное местоположение и удалится от него на значительное расстояние, если условия существования не вынудят ее перемещаться в определенном направлении. Каков же механизм, позволяющий клеткам мигрировать в те или иные области зародыша? Дальние миграции могут быть обусловлены хемотаксисом, гаптотаксисом, гальванотаксисом и контактным ориентированием. Ближние взаимодействия (ответственные, например, за взаимодействие клеток при формировании органов) могут быть обусловлены контактным ингибированием и термодинамическими взаимодействиями на клеточных поверхностях.
Гилберт С. Биология развития: В 3-х т. Т. 3: Пер. с англ. – М.: Мир, 1995. – 352с. 10 ГЛАВА 15 Хемотаксис Хемотаксисом называют движение клеток в направлении градиента концентрации какого-либо химического фактора, содержащегося в растворе (Harris, 1954; Armstrong, 1985). Клетки будут воспринимать химический сигнал и перемешаться в направлении повышающейся концентрации до тех пор, пока не достигнут источника секреции этого вещества. Однако легко составить представление о хемотаксисе и трудно подтвердить его существование. Во-первых, скопление клеток в данном месте может объясняться тем, что они просто попадают в «ловушку». Во-вторых, не исключено, что растворимый фактор только стимулирует подвижность клеток, а при наличии лишь одного пути миграции их перемещение будет имитировать хемотаксис (Zigmond, 1978;
Trinkaus, 1985). Мы уже приводили два примера хемотаксиса, имеющего место в развитии. Спермии морского ежа перемещаются по градиенту низкомолекулярных веществ (таким, например, как резакт), выделяемых студенистой оболочкой яйца, а секретируемые опухолью факторы, вызывающие ангиогенез, обусловливают миграцию эндотелиальных клеток капилляров к опухоли. Можно ли процессы морфогенеза, протекающие в зародыше, объяснить хемотаксисом? По крайней мере в одном случае миграция клеток обусловлена специфическими хемотактическими факторами. Это миграция предшественников лимфоцитов из костного мозга в эмбриональный тимус (где они становятся Т-клетками иммунной системы), обусловленная растворимыми факторами, которые секретируются клетками тимуса. Для подтверждения хемотаксиса (Champion et al., 1986) клетки костного мозга перепела помещали на границе между двумя камерами, составляющей в длину 1 мм (рис. 15.5. А). Если в обеих камерах среда была нормальной, то направленного движения не наблюдалось (рис. 15.5. Б). Но если одна из камер содержала среду, в которой культивировались эпителиальные клетки эмбрионального тимуса, то происходила специфическая миграция клеток костного мозга в эту камеру (рис. 15.5,В). Веществом, обусловливающим хемотаксис, оказалось низкомолекулярное соединение (от 1000 до 4000 дальтон), стабильное при 95°С и разрушающееся под действием протеаз. Это вещество не исследовали in vivo, но можно полагать, что миграция лимфоидных предшественников в развивающийся тимус направляется небольшим пептидом, который секретируют эпителиальные клетки эмбрионального тимуса. Гаптотаксис Градиенты возникают не только в растворе. Молекулы, обусловливающие адгезию, также могут образовывать градиенты во внеклеточном матриксе. Любая клетка, постоянно образующая и разрушающая адгезионные контакты с такими молекулами, будет перемещаться из области их низкой концентрации к месту высокой концентрации. Это явление называют гаптотаксисом (Carter, 1967; Curtis, 1969). Экспериментально было показано (Harris, 1973), что клетки в культуре способны мигрировать по градиенту концентрации вещества, добавленного в пластик культуральной чашки, но условия должны быть достаточно жесткими. Если субстрат окажется недостаточно липким, то клетки будут отклоняться от правильного пути, если же субстрат будет слишком липкий, то клетки к нему просто прилипнут. Имеются данные (Poole, Steinberg, 1982), свидетельствующие о том, что миграция клеток протока
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
