Клетки в морфогенезе - Исаева В.В.
ISBN 5-02-005760-6
Скачать (прямая ссылка):
шечных I снов происходит вслед за слиянием миобластов в миосимплас* ты. Переход от немышечнои организации иитоскелета к типичной для зрелых миотуб происходит в течение 1-2 сут после перевода миосимпластов из суспензии в условия однослойной культуры, что дает возможность наблюдения немышечного типа подвижности миосимпластов вскоре после их прикрепления к твердому субстрату. Такого рода под* пижность миосимпластов в условиях культивирования ранее наблюда*
136
лзсь как весьма редкое и случайное событие (Wilde, 1959; Cooper, Konin sberg, 1961).
Описано также развитие иитоскелетных структур движущихся мио-симпластов, возникающих из миосаков после прекращения действия колиемида или нокодазола (Saiton et al., 1988). На растущем конце мио-синпласта появляются прежде всего микротрубочки и десминовые фила-менТы; подобные стресс-фибриллам пучки актиновых филаментов рас-полагаются в некотором отдалении от вершины симпластического отроет-Эти данные, полученные техникой иммунофлуоресценции, а также применением родаминфаллоидина, привели авторов к заключению об ответственности микротрубочек за удлинение миотубы (Saitoh ct al., 1988), что вполне согласуется с результатами других исследований роли цито-скелетных структур в морфогенезе миотуб.
Лишь после перевода клеток из суспензионной культуры в однослойную и их прикрепления к субстрату развиваются нейриты клеток нейро-бластомы (Zucco et al., 1974), стимулируется миогенез мультипотентных стволовых клеток тератокарцииомы (Gearhart, Mintz, 1974), атипические массивные миосимпласты превращаются в нормальные мышечные волокна. Контакт клеток с твердым субстратом играет в этих случаях роль триггера процессов цитодифференциации, связанных с существенным изменением клеточной морфологии.
Твердый субстрат, очевидно, дает механическую опору, обеспечивая прикрепление и натяжение миосимпластов; сборка же элементов цитоскелета - микротрубочек и микрофиламентов, по-видимому, зависит от локальных механических напряжений (Лучинская, Белоусов, 1977; Белоусов, Мещеряков, 1986; Kolega, 1986b). В крупных агрегатах миогенных клеток, достигших определенной "критической массы”, создается достаточный для натяжения миосимпласта клеточной субстрат и тем самым условия дальнейшего морфогенеза и дифференциации поперечно-исчерченной саркомерной зоны.
Элементы цитоскелета немышечного типа могут служить основой для морфогенеза организованной саркомерной зоны, как это показано в других экспериментальных условиях на скелетно- и сердечно-мышечных клетках (Dlugocz et al., 1984; Iloltzer et al., 1985a, b; Antin et al., 1986). Мы полагаем, что в использованной нами экспериментальной системе цитоскелет миосимпластов подобным образом организует сборку постепенно замещающего его опорно-сократительного аппарата дифференцированных миотуб. Возможно, в построении цитоскелета немышечного типа принимают участие немышечные изоформы сократительных белков (присутствующие не только в миобластах, но и в дифференцированных клет-Ках скелетных и сердечных мышц наряду со специфичными мышечными изоформами) (например: Otey et al., 1988; Conrad etal., 1991) и переход к ^аркомерной организации сопряжен со сменой изоформ сократительных
«елков.
Итак, фенотипическое проявление признаков дифференциации \ куль-ТИвиРуемых скелетно-мышечных клеток весьма лабильно и зависит от
• словий культивирования; сравнение миогенеза в организме и в клеточ-
137
НОИ культуре позволяет приблизиться к пониманию факторов, контооли гующих экспрессию миогенеза на субклеточном, клеточном и надкле-точном уровнях организации. Ключевыми событиями в контроле экс-i.pi cam миогенеза оказываются контактные реакции клетка-субстрат и клежа—клетка, тогда как факторы жидкой питательной среды необходимы, но не достаточны для полноценной мышечной дифференцировки Отсутствие возможности прикрепления к ригидному субстрату, обеспечивающему опору и тем самым условие для механического натяжения миосимпластов, не препятствуя агрегации и слиянию миобластов, ведет к поразительному изменению цитоархитектоники: вместо миотуб появляются сфероидные симпласты, практически лишенные микротрубочек, вместо линейной саркомерной зоны - завихрения пучков миофиламен-тогз. Зависимость нормальной экспрессии миогенеза от прикрепления к ригидному субстрату подтверждается и превращением симпластов из суспензии в миотубы после перевода в однослойную культуру.
Ригидный субстрат необходим для дифференцировки миотуб - однако пространственное расположение миотуб контролируется дополнительными позиционными сигналами. В однослойной культуре миогенных клеток однородная, равномерная адгезивность искусственного двумерного субстрата приводит к двумерности возникающих морфогенетических паттернов, появлению ламеллярных миосимпластов, ветвлению миотуб, образованию мультиполярных миосимпластов с аберрантным неоднородным паттерном исчерченности, зависящим, по-видимому, от механического натяжения симпласта одновременно в нескольких различных направлениях. В свою очередь изотропная адгезивность субстрата in vitro определяется, вероятно, равномерным распределением адсорбированных из жидкой питательной среды, содержащей сыворотку крови и эмбриональный экстракт, лигандных молекул внеклеточного матрикса, прежде всего молекул фибронектина. Показано, что фибронектин опосредует прикрепление миобластов in vitro; антитела к фибронектину почти полностью блокируют прикрепление миобластов; обычным источником фибронектина в клеточных культурах служит сыворотка крови
