Молекулярные механизмы морфогенеза - Банников Г.А.
Скачать (прямая ссылка):
Когда клетки нервного гребня отделяются от своих N-CAM--положительных соседей по нейроэпителию и мигрируют по определенным путям по своему телу зародыша, они утрачивают экспрессию N-САМ, но при реаггрегации и образовании сенсорных ганглиев они вновь восстанавливают N—САМ, на своей поверхности [612].
Эпителий эмбриональной кишки цо образования придатков содержит как N-САМ, как и L — САМ.В момент почкования из него зачатка поджелудочной железы эпителий кишки содержит уже только L-САМ, тогда как зачаток продолжает экспрессировать обе ММА. Позднее при с образовании ацину-сов железы N-САМ исчезает и в этих структурах [129].
Сходная последовательность событий наблюдается и при образовании других производных эмбриональной кишки: щитовидной железы, печени и желчного пузыря.
При образовании у кур Вольфовых протоков из промежуточной мезодермы к экспрессированному ранее N -САМ д'обав-ляотся L-САМ. Впоследствие при удлинении протока экспрессия N-САМ ослабевает, а экспрессия L—САМ усиливается. Мезонефрические протоки, образующиеся из N—САМ -положительной мезенхимы, содержат N—САМ, но сливаясь с Вольфовыми протоками, теряют эту ММА и начинают экспрессировать L-CAM.B боуменовой капсуле клетки париетально- с
го слоя содержат L-САМ, тогда как подоциты и эндотелий но экспрессируют ни N-, ни L- САМ [129, 627]. с
С началом образования зачатков конечностей у зародышей кур эктодерма, покрывающая почку конечности, начинает эк-
спрессировать как N—,так и L — САМ, в противоположность "покоящейся" э:;тодереме стенки тела, содержащей только L-CAM. При этом большая часть эктодермы почки конечности экспрес— сирует L-САМтолько в пределах короткого интервала времени, тогда- как апикальный эктодермальный гребень окрашивается антителами к обеим ММА во все время своего существовании. Мезенхима дочки конечности на первых этапах гомогенно окрашивается антителами к N-САМЗатем N-САМ исчезает из тех областей, в которых образуется хрящ, а на более поздних стадиях содержание этой ММА сильно возрастает в образовавшихся мышцах, связках и перихондрии [129].
Особенно впечатляющий пример сложного морфогенеза, при котором чередующаяся упорядоченная экспрессия N-CAM+h L -САМ+—клеточных субпопуляций точно сооветствует возникающей структуре - это процесс образования перьев. В различные временные интервалы зоны эпителиальных клеток, экспрессирующих L-САМ, начинают перемежаться с зонами клеток, содержащих N—САМ. Зоны L—САМ -содержащих клеток позднее начинают вырабатывать кератины и образуют элементы пера того или иного порядка, а зоны клеток, экспрессирующих N-САМ отмирают [110, 111].
Таким образом, изучение локализации ММА в период эмбриональных морфогенезов дает основание полагать, что эти молекулы играют важную, а возможно, и решающую роль в обособлении клеточных субпопуляций, а также участвуют в процессах эпителиально—мезенхимальных переходов. Описательнокоррелятивные исследования, однако, недостаточны для однозначного установления причинно-следственных связей и, тем более, для понимания механизмов, посредством которых ММА управляют поведением клеток.
2.1.3. Роль ММА в морфогенезе /
2.1.3.1. N-САМ и кадгерины
Предпринято немало попыток экспериментальной проверки значения ММА в морфогенетических процессах. Во многих работах для этой цели использовали специфические антитела к ММА, добавленные в культуры клеток, органные культуры или инъецированные в зародыш. Инкубация фрагментов кожи 7-суточных зародышей цыплят, с Fab' -фрагментами антител к L-САМ приводит к нарушению развития перьев 1210 J. Ант» тела против N—САМ и N-кадгерииа подавляют рост аксонов
клеток ганглиев сетчатки поверх глиальных клеток [445], при этом аксоны значительно лучше разрастаются поверх клеток, экспрессирующих N-кадгерин, чем поверх тех же клеток, в которых экспрессия N-кадгерина подавлена 14 15а].
Инъекция антител к N-CAM в область развивающейся зрительной системы зародышей цыплят, где экспрессия этой ММА обнаружена на аксонах клеток сетчатки и прилежащих клетках радиальной глии, приводит к смещению аксонов с поверхности клеток глии, нарушению фасцикуляции аксонов, дезорганизации зрительного пути в целом [202, 575, 623].
Эти исследования подтверждают иммуноморфологические данные, указывающие на важную роль ММА во взаимодействии клеточных поверхностей при морфогенетических процессах. Однако результаты экспериментов с применением блокирующих антител трудно поддаются однозначной интерпретации. Дело в том, что антитела или даже их фрагменты, связываясь с соответствующими антигенами на поверхности клеток, независимо от их специфичности, могут создавать стерические препятствия для нормального функционирования других, не родственных антигену, мембранных молекул, а также вызывать общие изменения поверхностной мембраны, тем самым влияя на многие свойства клетки. Эксперименты, убедительно демонстрирующие роль ММА в морфологической организации клеточных коллективов, были проведены при использовании трансфекции генов ММА в культивируемые клетки, до этого не экспресировавшие таких генов. В одной из таких работ [423] культивируемые клетки плейоморфной саркомы мышей S-180 трансфицировали либо кДНК L-САМ, либо кДНК N-CAM, либо и тот, и другой. Исходная клеточная культура содержала смесь округлых и веретеновидных клеток при любой клеточной плотности. В результате трансфекции клетки начинали экспрессировать L-?AM (S -180.L), N-CAM (S -180N), либо обе ММА (S -180L/N). При низкой клеточной плотности клеток S— 180L никаких морфологических изменений в культуре не обнаруживали. Однако при достижении конфлюен-тности клетки S-180L образовывали эпителиоидный пласт, в котором клетки становились распластанными, приобретали полигональную форму и тесно контактировали друг с другом. Клетки S-180N не изменяли своих морфологических характеристик, хотя были способны связывать липидные пузырьки со встроенной N-CAM. Клетки S-180L/N вели себя подобно клеткам S — 180L. В эпителиоидных пластах и
