Молекулярная биология клетки - Албертс Б.
ISBN 5-03-001985-5
Скачать (прямая ссылка):
должен выбрать один из многих путей.
НОРМАЛЬНАЯ СХЕМА СОЕДИНЕНИЙ
a I Of дин-н-.й гг cm
ПРОИЗВЕДЕННОЙ ОПЕРАЦИЙ
358
19.7.10. Ткани-мишени выделяют нейротропные факторы, регулирующие рост
и выживание нервных клеток [58]
В начальном участке пути движение конуса роста направляется тканями, в
которых он перемещается; приблизившись к мест) назначения, конус роста
попадает под влияние мишени - часто еще до прямого соприкосновения с нею
- благодаря действию нейротропных факторов, выделяемых клетками-мишенями.
Как мы уже видели на примере ганглия, иннервирующего зачаток челюсти,
такие факторы могут служить хемотаксическими аттрактантами для конусов
роста. Однако еще важнее то, что от них зависит выживание конусов роста,
ветвей аксона и целых нейронов.
Первым из нейротропных факторов был идентифицирован фактор роста нервов
(ФРН), и в настоящее время он лучше всего изучен. Этот фактор был открыт
случайно в ходе экспериментов с трансплантацией тканей и опухолей куриным
эмбрионам. Трансплантаты одного вида опухолей необычайно обильно
иннервировались и вызывали значительное разрастание определенных групп
периферических нейронов в близлежащих областях. Такому влиянию
подвергались нейроны только двух категорий: сенсорные и симпатические
(подкласс периферических вегетативных нейронов, регулирующих сокращение
гладкой мускулатуры и функцию экзокринных желез). Экстракты из опухоли
стимулировали также рост нейритов в культуре этих нейронов. Дальнейшие
исследования показали, что в культуре другой ткани-слюнной железы самна
мыши -такой же стимулирующий фактор образуется в огромных количествах.
Эта "игра природы" пока еще не разгадана, так как образование ФРН
клетками слюнной железы не имеет видимой связи е главной функцией этого
фактора, но так или иначе открылась возможность получать чистый ФРН в
количествах, достаточных для выяснения его химической природы и изучения
его функций. Оказалось, что активность связана с белком-димером,
содержащим две идентичные полипептидные цепи из 118 аминокислотных
остатков каждая. После того как ФРН был выделен в чистом виде, появилась
возможность получать антитела, блокирующие его действие. Если антитела к
ФРН ввести мыши, у которой развитие нервной системы еще не закончено, то
большая часть симпатических нейронов и некоторые сенсорные нейроны
погибнут.
Точно так же и в культуре ткани без ФРН симпатические нейроны и часть
сенсорных нейронов погибают; если же ФРН присутствует, они выживают и
образуют нейриты (рис. 19-70). Влияние на выживание нейронов и на
образование нейритов - два разных эффекта ФРН. Это можно наглядно
показать, если поместить клетки в средний отсек культуральной чашки,
отделенный от двух боковых отсеков перегородкой, которая препятствует
смешиванию срел. но допускает прорастание нейритов (рис. 19-71). Когда
ФРН имеется во всех трех отсеках, нейриты прорастают во все три. Если в
одном из боковых отсеков ФРН отсутствует, нейриты в него не прорастают. И
наконец, если ФРН удалить из бокового отсека, в котором уже появились
нейриты, то они уменьшаются и втягиваются до перегородки между отсеками.
Клетки в центральном отсеке не смогут выжить и выпустить отростки, если
ФРН не будет присутствовать здесь с самого начала; но если вначале во все
отсеки добавить ФРН, а затем, после того как нейриты прорастут в боковые
отсеки, убрать ФРН из центрального, то клетки выживают и рост нейритов в
боковых отсеках продолжается.
Таким образом, ФРН не только оказывает локальное воздействие на
отдаленные части клетки, поддерживая и стимулируя рост нейритов и конусов
роста, но служит также фактором выживания для всей клетки в целом При
локальном воздействии на конус роста наблюдается прямой, быстрый эффект,
не зависящий от связи с телом клетки; если
359
Сенсорные нейроны (иннервирующие поверхность тела)
д Контроль
Сенсорные нейроны (иннервирующие мышцы)
+ФРН Контроль +- Мышечный экстракт
Рис. 19-70. А. Симпатический ганглий, культивируемый в течение 48 ч с ФРН
(вверху) и без него (внизу) (микрофотография в темном поле). Нейриты
прорастают из симпатических нейронов только в присутствии ФРН. Каждая
культура содержит также шванновские клетки, мигрировавшие из ганглия, но
ФРН на эти клетки не влияет. Б. Поведение сенсорных нейронов, которые
росли 24 ч в среде с ФРН (слева), в контрольной среде без ФРН (в
середине) и в среде, содержащей экстракт скелетной мышцы (справа)
(фазовоконтрастные микрофотографии). Сенсорные нейроны, представленные в
верхнем ряду, иннервируют главным образом поверхность тела (но, кроме
того, посылают небольшое число отростков к скелетным мышцам и другим
мишеням). Большая часть этих клеток реагирует на ФРН так же, как и
симпатические нейроны, показанные на фото А. Сенсорные нейроны на
фотографиях нижнего ряда в норме иннервируют скелетные мышцы (обеспечивая
сенсорную обратную связь). Эти нейроны нечувствительны к действию ФРН, но
сильно реагируют на добавление экстракта, приготовленного из скелетной
