Диссертация (Ранние молекулярные и клеточные события формирования мезодермы у нереидных полихет), страница 10

Mox1 и Mox2 действуют с частичнымперекрыванием функций друг друга и занимают достаточно высокое положение виерархиикакмиогенеза,такихондрогенеза/оссификации.Возможно,онифункционируют в параксиальной мезодерме для обеспечения компетенции при ответеклетками сомита на индуктивные воздействия извне (на дорсально действующиесигналы Wnt и вентромедиальный источник Shh) (Mankoo et al., 2003).Регуляция на выше- и нижележащих уровняхУ Xenopus факторы Mef2d и Paraxis (один из паралогов Twist) активируют вдермомиотоме экспрессию Mox2, который в свою очередь напрямую позитивнорегулирует транскрипцию Pax3 (Della Gaspera et al., 2012).

В исследовании миогенеза invitro на мышиной культуре клеток для Pax3 и Mox1 также показано наличие взаимнойположительной обратной связи (Petropoulos et al., 2004). При этом они вместе сфактором Gli2 запускают экспрессию генов MRF, коммитируя клетки к мышечнойдифференцировке. Для Mox позвоночных идентифицированы партнеры, включаяфакторы Pax, для белок-белковых взаимодействий, опосредованных через гомеодомен(Stamataki et al., 2001; Lin et al., 2005).Mox1 и Mox2 напрямую активируют экспрессию ингибиторов циклин-зависимыхкиназ, приводя к аресту клеточного цикла в эндотелии кровеносных сосудов (Douvilleet al., 2011). Хорошо описаны антагонистические отношения между Mox2 (Gax) ипролиферацией в экспериментальных условиях (Fisher et al., 1997; Gorski, Leal, 2003) ипри патологических процессах, таких как атеросклероз, рак, гипертензия (Csoka et al.,2004; Patel et al., 2005; Xia et al., 2011).

В связи с этой способностью Mox2 подавлятьмитотическую активность клеток кровеносной системы и ангиогенез, он являютсяпривлекательной потенциальной мишенью для терапевтических воздействий (Gorski,Leal, 2003).441.2. Развитие мезодермы у Spiralia1.2.1. Клеточные линии и морфогенез мезодермыПобольшейчасти,представителигруппыSpiralia,ккоторымвэмбриологическом понимании относятся аннелиды, моллюски, немертины и плоскиечерви, характеризуются стереотипным паттерном дробления с ранней сегрегациейзародышевых листков и клеточных линий. Традиционно в развитии спиралийвыделяют два мезодермальных компонента: эктомезодерму и энтомезодерму.Предполагается, что эктомезодерма, или личиночная мезенхима, котораяпогружается во время гаструляции внутрь зародыша в виде отдельных клеток,онтогенетически происходит из эктодермы, а энтомезодерма, соответственно, – изэнтодермы (Hyman, 1951).

Эмбриональным источником эктомезодермы у разныхвидов спиралий являются клетки второго и/или третьего квартета микромеров(Иванова-Казас, 1977; Anderson, 1973). Долгое время было принято считать, чтоэктомезодерма дифференцируется в личиночные мышцы, не сохраняющиеся вовзрослом состоянии, в то время как энтомезодерма – главный ресурс дефинитивныхмезодермальных структур. Однако, в свете новых данных по прослеживанию судьбыклеточных линий это положение было пересмотрено (Козин, Костюченко, 2016;Schmidt-Rhaesa, 2007).

Единственный эктомезодермальный источник у турбеллярииHoploplana inquilina – клетка 2b – наравне с энтомезодермальным бластомером 4d даетмышцы мюллеровской личинки, которые сохраняются и после метаморфоза (Boyer etal., 1996). В основном потомки микромеров третьего квартета и, возможно, 2b умоллюска Patella vulgata дифференцируются в эктомезодерму и эктодерму гипосферыличинки (Dictus, Damen, 1997).

У полихеты P. dumerilii эктомезодерму слагаютмикромеры третьего квартета, производными которых являются мышечная обкладкаглотки (из потомков 3c и 3d) и мышцы головы (из потомков 3a и 3b) (Ackermann et al.,2005). У пиявок эктомезодерма (клетки 3a, 3c, 3d и, возможно, 1a–1d) формируетмышцы хоботка, соединительнотканные элементы и сеть из волокон в стенке тела снеустановленной функцией (Huang et al., 2002).45Рис. 10.

Генеалогия соматобласта 4d у брюхоногого моллюска Crepidula fornicata (поLyons et al., 2012). Предполагаемая или установленная судьба указанных бластомеровподписана справа, цвет шрифта обозначает принадлежность производных к энтодерме(желтый), мезодерме (красный), ППК (фиолетовый), плюрипотентным телобластам(зеленый). В нижнем левом углу приведена схема расположения потомков 4d, когдаполоска состоит из 16 клеток.Говоря о клеточной линии энтомезодермы, следует, напротив, отметить еечрезвычайно высокую консервативность – за редким исключением энтомезодермаспиралий развивается из бластомера 4d, называемого вторым соматобластом. Убольшинства спиралий 4d является мезэнтобластом, т.е.

заключает в себе имезодермальные, и энтодермальные потенции, а зачастую доказано происхождениепервичных половых клеток (ППК) из 4d. Порядок разделение указанных клеточныхсудеб сильно варьирует в разных группах. У поликладных турбеллярий двабилатерально-симметрично расположенных мезобласта (4d212 и 4d222) формируютсятолько после третьего деления 4d, остальные потомки которого дают кишечныйэпителий (Иванова-Казас, 1975). У моллюсков и аннелид 4d практически всегда делитсябилатерально на 2 клетки M (4d1 и 4d2), иногда обозначаемых, в основном дляклителлят, мезотелобластами.

Детальное исследование клеточной линии 4d у46моллюсков Crepidula (Рис. 10) показало попеременное отделение от мультипотентныхтелобластов ML и MR то энтодермальных (1m, 3m, 4m, 5m), то мезодермальных (2m,6m, 7m) потомков (Lyons et al., 2012). При этом в ходе асимметричных делений отостающихся более крупными М-клеток в разные стороны отпочковываются болеемелкие дочерние клетки: потомки первой и третьей генерации (1m и 3m) отделяются квегетативному полюсу, а остальные отслеженные клетки (2m, 4m, 5m, 6m) – канимальному.Сходнымобразом(сцентральнымположениемтелобласта)организованы мезэнтодермальные полоски зародыша гастроподы Ilyanassa obsoleta(Rabinowitz et al., 2008).Характер делений М-клеток у полихеты P.

dumerilii гораздо больше напоминаеттаковой у моллюсков, нежели ситуацию олигохет и пиявок. По данным Фишер иАрендта (Fischer, Arendt, 2013) “мезотелобластоподобные” М-клетки веерообразноотделяют 7 более мелких потомков, после чего делятся равномерно и становятся далеенеразличимыми, причем последовательного распределения потомков М-клеток попереднезадней оси мезодермальной полоски трохофоры не происходит. Напротив,самые ранние дочерние клетки мезотелобластов (т.н.

“вторичный мезобласт”),сохраняют свое заднее положение в основании мезодермальных полосок, даваяначало ППК (Rebscher et al., 2012). Традиционно М-клетки полихет также называютмезобластами (Wilson, 1892), поскольку участие 4d в построении кишки остаетсяпротиворечивым. Заметим, однако, что после инъекции специализированногокрасителя в бластомер 4d у личинок P. dumerilii помимо меченых мезодермальныхпроизводных туловища нектохеты в районе заднего конца развивающейся кишкивыявляетсяплотныйклеточныйконгломератнеустановленнойтканевойпринадлежности (Ackermann et al., 2005). Учитывая сообщение об участии “вторичногомезобласта” в формировании энтодермального эпителия у Nereis (Wilson, 1898), можнопредположить, что и у полихет 4d выполняет роль мезэнтобласта (Козин, Костюченко,2016).Пожалуй, единственным однозначно доказанным среди полихет примеромразвития мезодермальных полосок не из бластомера 4d является случай Capitella teleta(Meyer et al., 2010).

Вместо 4d эту роль здесь выполняют клетки 3c и 3d. 4d, тем неменее, также дает некоторые мышцы тела и ППК. Таким образом, у Capitellaнаблюдается переключение эмбрионального источника сегментной мезодермы сэнтомезодермы на эктомезодерму. Филогенетически Capitella очень близка ветви47поясковых аннелид, демонстрирующих вместе с ней быструю дивергенции отостальных аннелид.Высокой скорость эволюциии объясняются вторичныемодификации развития этих червей.Раннее развитие поясковых аннелид (олигохет и пиявок), как и полихет,является спиральным, однако во многом сильно измененным: правильностьспиральногодроблениябыстроутрачивается,изародышраностановитсябилатерально-симметричным. Кроме того, развитие Clitellata прямое и не содержитличиночных стадий и метаморфоза (Иванова-Казас, 1975). До последнего временибыло общепринято считать, что у клителлят 4d напрямую не участвует в развитииэнтодермы.

Известно, что лишь небольшое количество самых последних “излишних”потомков М-клеток и они сами на поздних стадиях сегментации сливаются с т.н.желточным синцитием (материал объединенных макромеров), целлюляризациякоторого формирует стенку кишки (Liu et al., 1998; Weisblat, Huang, 2001). Совсемнедавно оказалось, что и самые ранние потомки М-клеток (не участвующие в развитиисегментной мезодермы em1 и em2) у пиявки Helobdella среди прочего дают материалкишечного эпителия (Gline et al., 2011). В этой связи авторами высказывается мнение,чтомезэнтодермальнаясущностьбластомера4dявляетсяанцестральной(эволюционно первичной) чертой всех Spiralia.Как и у полихет, сегментная мезодерма поясковых аннелид происходит отклетки 4d.

Результатом симметричного деления 4d являются два мезодермальныхтелобласта, при пролиферации которых появляются билатерально-симметричныемезодермальные полоски (Иванова-Казас, 1977; Anderson, 1973). У олигохет и пиявокрезко асимметрично делящиеся мезотелобласты дают начало последовательномуряду мелких первичных бластных клеток. При этом отделение всех первичныхбластных клеток происходит на одном и том же полюсе мезотелобласта, так чторанние его потомки оказываются на переднем конце полоски, а поздние – на заднем.Сами телобласты (и мезодермальные, и эктодермальные) сохраняют терминальноеположение, что характерно исключительно для клителлят, а за пределами Spiralia –лишь для высших раков (Malacostraca).