Молекулярная биология клетки - Албертс Б.
ISBN 5-03-001985-5
Скачать (прямая ссылка):
' МЩ1Ц "н ЦП#Т" ( а<>НДРОЦ|"Т|
¦n6fK.'tm"cT
Гп >д" омыт ан кп< ткв
Жирея а • кл^т*
[¦1ДИПСЦИТ
194
50 мкм
f
Дет, 2
Рис. 17-41. А. Фазовоконтрастная микрофотография мышиного фибробласта в
культуре. Б. Изображения живой фиброблаетоподобной клетки в прозрачном
хвосте головастика; показаны изменения ее формы и положения в течение
нескольких дней. Обратите внимание на то, что, хотя в культуре
фибробласты распластываются, в тканях они могут иметь более сложную
конфигурацию с многочисленными отростками. (А - с любезного разрешения
Guenter Albrecht-Buehler, Б-из Е. Clark, Am.J.Anat., 13,351-379, 1912.)
и участники восстановительных процессов почти в каждой ткани и каждом
органе; пластичность их дифференцировки имеет большое значение при
реакциях на разного рода повреждения.
17.7.1. Фибробласты изменяют свои свойства в ответ на сигналы от
межклеточного матрикса [37, 38]
Фибробласты - по-видимому, наименее специализированные клетки в семействе
соединительнотканных клеток. В составе соединительной гкани они
разбросаны по всему организму и секретируют мягкий внеклеточный матрикс,
богатый коллагеном типа I и/или типа III. как это описано в гл. 14 (разд.
14.6.2). В случае повреждения ткани ближние фибробласты мигрируют в рану,
размножаются гам и образуют большие количества коллагенового матрикса,
который помогает изолировать и восстановить поврежденную ткань.
Способность этих клеток существовать и действовать в необычных условиях
раны наряду с их "одиночным образом жизни" позволяет очень легко
выращивать их в культуре, что делает их излюбленным объектом исследований
клеточных биологов (рис. 17-41).
Как показано на рис. 17-40, фибробласты - это, видимо, самые пластичные
из соединительнотканных клеток: они проявляют
удивительную способность дифференцироваться в других представителей того
же семейства. Однако, прежде чем углубляться в детали, мы должны
предостеречь от слишком поспешных выводов. Есть веские данные в пользу
того, что фибробласты в разных частях организма внутренне различны (см.
Приложение в конце этой главы); не может быть уверенности даже в том, что
в одном участке все фибробласты эквивалентны. Проще всего предположить,
что они идентичны, поскольку не доказано, что это не так. Однако вполне
возможно, что соединительная ткань содержит смесь различающихся линий
фибробластов, из которых одни способны превращаться в хондроциты, другие
- в жировые клетки, и т.д.; отсутствие видимых различий не обязательно
означает, что существует только один тип фибробластов с множественными
потенциями развития. Возможно также, что "зрелые" фибробласты, не
способные к грансформации, существуют бок о бок с "незрелыми" (их часто
называют мезенхимными клетками), которые могут превращаться в зрелые
клетки разного типа.
Несмотря на эти неясности, однако, исследования in vivo и in vitro четко
показали, что свойства соединительнотканных клеток могут радикально
изменяться. Например, если препарат костного матрикса, полученный
размалыванием кости в тонкий порошок и элюированием твердого минерального
вещества, имплантировать в дермальный слой кожи, то там некоторые
клеточные элементы - возможно, кожные фибробласты -превращаются в
хряшевые клетки, а несколько позже другие клетки трансформируются в
костные. При этом образуется небольшой кусочек кости, имеющий даже
костномозговую полость. Эти результаты позволяют думать, что компоненты
внеклеточного матрикса могут сильнейшим образом влиять на дифференцировку
соединительно-
195
тканных клеток. Далее мы увидим, что сходные превращения клеток играют
важную роль и при срастании костей после переломов. Показано даже, что
костный матрикс содержит в себе высокие концентрации нескольких факторов
роста, влияющих на поведение соединительнотканных клеток, например TGF-P
(трансформирующий фактор роста (3-см. разд. 13.3.4, табл. 13-1), который,
как установлено, индуцирует дифференцировку хряща in vitro.
17.7.2. Внеклеточный матрикс может влиять на дифференцировку
соединительнотканных клеток, изменяя их форму и способность к
прикреплению [39]
Внеклеточный матрикс может влиять на дифференцированное состояние
соединительнотканных клеток как физическим, так и химическим путем. Это
было показано в исследованиях на хрящевых клетках (хондроцитах), растущих
в культуре. При надлежащих условиях эти клетки размножаются и
поддерживают свой дифференцированный статус, синтезируя на протяжении
многих клеточных поколений большие количества весьма характерного
хрящевого матрикса, которым они сами себя окружают. Однако если культуру
вести при относительно низкой плотности клеток в виде монослоя на
культуральной чашке, то происходит трансформация: клетки теряют округлую
форму, типичную для хондроцитов, распластываются на субстрате и перестают
вырабатывать хрящевой матрикс. В частности, они прекращают синтез
коллагена типа II, характерного для хряща, а вместо этого начинают
производить коллаген типа I, характерный для фибробластов. За месяц
