Клетки в морфогенезе - Исаева В.В.
ISBN 5-02-005760-6
Скачать (прямая ссылка):
Вследствие селективной адгезивности к искусственному субстрату клетки первичной мезенхимы накапливаются в однослойной фазе, но часть их оказывается в составе взвешенных трехмерных реагрегатов. Во взвешенных клеточных реагрегатах контрольных культур через 20-30 ч также преобладали трехлучевые спикулы. Доля аберрантных спикул существенно возрастала лишь спустя 36-48 ч от начала культивирования (Исаева, 19816). При высокой плотности посева клеток появляются весьма крупные (диаметром 0,5-1,0 мм) сферические или слегка удлиненные агрегаты клеток, содержащие на вторые сутки культивирования множество спикул (рис. 68). Форма спикул на поздних стадиях культивирования (48 ч) становится аберрантной, появляются многочисленные дополнительные отростки спикул (рис. 68), изредка возникают перфорированные спикулы (рис. 69), отсутствующие при нормальном личиночном спикулогенезе S. nudus и не менее атипичные дугообразно изогнутые спикулы (рис. 70).
В дифференцирующейся спикулогенной культуре клеток эмбрионов морских ежей появление кристаллических скелетных спикул служит четким маркером дифференцировки (Okazaki, 1975; Harkey, Whiteley, 1980, 1985; Mintz et al., 1981; McCarthy, Spiegel, 1983; Blankenship, Benson, 1984; Kinoshita, Okazaki, 1984; Carson et al., 1985; Kitajima, 1986; Decker et al., 1987; Benson et al., 1990; Kiyomoto, Tsukahara, 1991).
Некоторые характерные особенности морфологии личиночных спикул морских ежей, прежде всего наличие или отсутствие перфорации, ло*видимому, детерминируются генетически наследуемыми различиями спикулогенных клеток (линия микромеры - первичная мезенхима). Об этом свидетельствуют межвидовые трансплантации микромеров (Ubisch, 1936), а также различия в форме спикул в культурах микромеров разных видов ежей (Okazaki, 1962, 1975). При этом у каждого вида морфология
87
ёОмкм ......
Рис. 68. Аберрантная морфология спикул d агрегате суспензионной культуры
Уме. 69чУчасток перфорированной спикулы из суспензионной культуры
Рис. 70. Дугообразно изогнутая спикула (суспензионная культура)
спикул in vivo и in vitro зависит от пространственной архитектоники спикулогенных синцитиальных ансамблей (Prenant, 1926; Okazaki, 1962; Custafson, Wolpert, 1963; Harkey, Whiteley, 1980). В условиях культивирования вне организма сохраняются некоторые характерные черты морфологии ларвальных спикул: наличие или отсутствие перфорации, весьма стойка тенденция к возникновению ранних трехлучевых форм.
Некоторые исследователи, изучавшие сликулогенез в клеточных системах in vitro (Okazaki, 1975а; Kobayashi, 1977; Kinoshita, Okazaki, 1984), подчеркивали сходство его с нормальным образованием спикул у целого эмбриона. Действительно, основное направление цитодифференцировки первичной мезенхимы (образование спикулогенных синцитиев) и конечное проявление дифференцировки (образование скелетных спикул) одни и те же in vivo и in vitro; морфология ранних закладок спикул, как правило, одинакова в организме эмбриона и в клеточной культуре. Однако отсутствие в условиях культуры факторов, контролирующих упорядоченность пространственного распределения клеток, и наличие двумерного искусственного субстрата с однородной адгезивностью приводят к существенным модификациям морфологии мезенхимных синцитиев и продуцируемых ими скелетных спикул.
В однослойной фазе и в трехмерных реагрегатах клеток первичной мезенхимы S. nudus возникают как гигантские синцитии с множественными закладками- спикул, так и мелкие, образуемые двумя-тремя клетками. В крупных синцитиях возможно одновременное развитие нескольких скелетных спикул, что не наблюдается при нормальном спикуло-генезет vivo. Уже на ранних этапах спикулогенезаin vitro появляются не только типичные для эмбриона морского ежа трехосные спикулы, но также и одноосные, палочковидные, что обнаружено и в исследованиях Окадзаки (Okazaki, 1975а; Kinoshita, Okazaki, 1984). В культурах клеток первичной мезенхимы S. purpuratus, по-видимому, преобладают палочковидные спикулы (Carson et al., 1985; Decker et al., 1987). В культурах клеток эмбрионов S. nudus прослеживается отчетливая преемственность пространственной организации спикулогенных мезенхимных группировок (треугольное или линейное расположение клеток) и морфологии развивающихся спикул.
Отклонения от типичной морфологии скелетных спикул особенно выражены на поздних этапах спикулогенеза в культуре эмбриональных клеток S. nudus, когда появляются аберрантные спикулы с дополнительными отростками, причудливо изогнутые и весьма отличные по форме от спикул нормального эмбриона. Для однослойной культуры клеток первичной мезенхимы характерна плоскостная контактная ориентация спикул (см. гл. IVи VI) - расположение их в одной плоскости, определяемой распластыванием спикулогенной мезенхимы по поверхности искусственного субстрата. В трехмерных же реагрегатах из суспензионной культуры и организация спикул на поздних стадиях спикулогенеза становится трехмерной. Улътраструктура спикулогенных синцитиев изучена у взрослых морских ежей (Shimizu, Yamada, 1976) и на ранних стадиях спикулогенеза у зародышей ежей (Gibbins et al., 1969; Schemekel, 1975; Decker, Len*
