А. Фултон - Цитоскелет. Архитектура и хореография клетки (1120983), страница 20

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 20)

Этот эффект вызывается такими дозами цнтохалазнна, которые у распластанных н у суспендированных клеток индуцируют образование различных ветвящихся отростков [192[. Регуляцию уровня цитоскелетных белков в клетке можно изучать также, прослеживая судьбу этих белков восле их синтеза, У мышечных клеток скорость кругооборота миофибриллярных белков обратно пропорциональна интенсивности сокращения. Клетки, сокращение которых подавлено, характеризуются более высокой скоростью кругооборота таких белков, как а-актинии, тропонин С, специфическая мышечная форма легкой цепи миозина и а- и р-тропомиозин, Отсутствие сократительной активности избирательно влияет на специфические мышечные белки и не влияет на виментин, десмин и немышечные 8- н у-актнны.

Изменение уровня мышечного белка в клетке может достигаться увеличением скорости его деградации без изменения экспрессии генов [193[. Для многих мышечных белков экспрессия нзоформ прямо зависит от характера иннервации мышцы. На синтез по крайней мере некоторых белков промежуточных филаментов влияет также пространственная организация клетки.

В суспенднрованных клетках синтез внментина почти полностью 4. Хореография Чигоеяелега подавлен, а после помещения клеток на субстрат он воз. вращается к нормальному уровню 11941. Изменения могут затрагивать одновременно две системы филаментов, причем этн изменения могут быть как одинаковыми, так н противоположными по направлению.

Преадяпоциты способны менять свою форму от фибробластоидной до почтн сферической. Этот процесс сопровождается значительным снижением синтеза 8- н у-актина, виментина, а- и 11-тубулина. Уменьшение скорости синтеза белков является результатом снижения уровня доступной для трансляции РНК, Координированные изменения экспрессии генов цитоскелетных белков характерны не только для многоклеточных организмов. Жгутиковая амеба Маей1ег1а может превращаться из аморфной, перемещающейся по субстрату клетки в клетку с двумя жгутиками, имеющую обтекаемую форму.

Это превращение сопровождается снижением скорости синтеза актива и увеличением скорости синтеза тубулина и других компонентов аксонемы [118]. Влияние цнтоскелета на экспрессию различных генов может осуществляться непосредственно либо через несколько промежуточных процессов. И микрофиламенты, н микротрубочки влияют на реакцию клеток ЗТЗ на сигналы, инициирующие синтез ДНК. Способность клеток реагировать на сыворотку и пять других факторов роста обратимо подавляется низкими концентрациями дигидроцитохалазнна В 11951.

Этот препарат не снижает транспорта глюкозы или тимнднна, так что вызываемое нм подавление синтеза ДНК не является следствием дефицита питательных веществ. Мнкрофнламенты не влияют на инициацию синтеза ДНК у трансформированных клеток, судя по тому что два разных вызывающих транформацню агента делают клетки нечувствительными к цитохалазину.

Изменение системы микротрубочек может влиять на скорость роста клеток, причем эффект зависит от состояния, в котором находятся клетки. Прн низкой плотности клеток в культуре агенты, вызывавшие деполимеризацию микротрубочек, оказывают на клетки ингибирующее действие, тогда как прн высокой плотности культуры они стимулируют синтез ДНК в клетках. Эффект, вызывае- 4. Хореография цитогкелета !оз мый изменением системы микротрубочек, зависит гакже от типа клеток. Клетки линии ЗТЗ менее, чувствительны к ингибиторам (при низкой плотности), чем эмбриональные клетки в первичной культуре.

Стимуляция синтеза ДНК в плотной клеточной культуре подавляется таксолом; таксол может предотвращать митогенное действие широкого круга стимулов [196]. Кроме описанных эффектов, связанных с определенными системами филаментов, возможны разнообразные изменения экспрессии, обусловленные изменением клеточной формы. Так, интенсивность митотического деления клеток в культуре коррелирует с их высотой. В плотном моносзое, где клетки расположены намного более тесно, чем в редкой культуре, высокие клетки слабее реагируют на стимуляцию сывороткой и другими ростовыми факторами, Изменение высоты клеток может вызывать изменения и скорости размножения клеток, и их чувствительности к сыворотке [1971.

У некоторых линий клеток влияние на экспрессию генов могут оказывать изменения клеточной формы, обусловленные изменением адгезивиости клеток к субстрату. Так, в определенных условиях в хондроцитах начинается синтез специфических продуктов, хотя интенсивность синтеза белка в целом ие изменяется [!97[. Аналогично если заставить преадипоциты округлиться,у них индуцируется дифференцировка. Наиболее сильный эффект, повидимому, вызывает открепление клеток от субстрата.

Взаимодополняюшее влияние формы клеток и внеклеточной среды на экспрессию белков хорошо видно на примере клеток молочной железы, Эти клетки растут на поверхности или внутри коллагенового геля, который служит для них естественной внеклеточной средой. Форма клеток молочной железы коррелирует с характером их дифференцировки. Когда клетки растут на плоском субстрате, у ннх не происходит морфологической дифференцировки и они не вырабатывают белков молока. На флотируюшем коллагеновом геле (отдеренном от жесткой подложки) видны два типа клеток: кубоидные клетки, находящиеся в контакте с культуральной жидкостью и способные синтезировать липиды в ответ на пролактин, н другие, содержашие большое число микрофила- 1О4 4.

Хореография цитогкеяета ментов и напоминающие миоэпителиальные клетки молочной железы. Клетки, полностью погруженные в гель, ормируют структуры, сходные с полыми протоками 1981. Диапазон взаимосвязей между цитоскелетом и экспрессией генов станет яснее при сравнении нормальных и трансформированных клеток. Однако сказанное выше уже показывает, что эти взаимосвязи имеют место все время' и во всех клетках. Цитоскелет влияет на спектр, а в некоторых случаях и на чувствительность белков, расположенных на клеточной поверхности, включая рецепторы. С другой стороны, связь мембранных рецепторов с растворимыми факторами среды и взаимодействие мембранных белков с внеклеточным матриксом могут влиять на организацию цитоскелета.

Таким образом, в принципе оказывается возможной обратная связь между цитоскелетом и внеклеточным пространством. Внеклеточный матрикс играет исключительно важную роль в экспрессии дифференцированного фенотипа. Как мы видели выше, на некоторые из регуляторных эффектов может непосредственно влиять конфигурация цитоскелета. Роль внеклеточного матрикса, возможно, заключается в изменении состояния цитоскелета, который в свою очередь прямо или через какие-то промежуточные процессы воздействует на экспрессию генов. 4.7, Трансформация Хотя трансформация клеток представляет собой сложный процесс, некоторые соображения относительно нее все же могут быть высказаны. В доброкачественной опухоли строение клеток почти или совсем не изменено, а их взаимодействие с внеклеточным матриксом изменено очень мало.

В злокачественной опухоли строение кле. ток существенно нарушается, так что связь опухолевых клеток с исходной для них тканью устанавливается нередко с трудом. Изменение опухолевой клетки может состоять в изменении именно ее организации, поскольку известно, что в опухолевых клетках сохраняются промежуточные филаменты того типа, который характерен 4.

Хореография цитоскеяееа для исходной ткани. Опухолевые клетки способны к инвазии и просто «игнорируют» окружающий их внеклеточный матрикс. Это показывает, что матрикс для опухолевых клеток является не столь важным, ограничивающим. их поведение фактором, как для нормальных. Заключительной стадией малигнизации является образование метастазов: клетки отрываются от исходной опухоли, рас-- пространяются по организму и формируют колонии в различных тканях. Многочисленные аналогии с описанным поведением клеток в опухоли можно найти в поведении культивируемых клеток. Трансформация клеток в культуре может. проявляться в продукции активатора плазминогена, снижении зависимости клеток от сыворотки или потере контактного торможения роста н движения.

Последний феномен называют также ингибированием роста и движения, зависящим от плотности. Нормальная клетка прн: контакте с другой клеткой прекращает движение в прежнем направлении н начинает двигаться назад, Если непосредственно рядом с клеткой имеется так много других, что обратное движение невозможно, клетка округляется. При такой плотности клеток рост культуры нередко. вообще прекращается. Трансформированная же клетка не только не поворачивает назад, наткнувшись на дру-- гую, но, напротив, проползает под или над ней, не меняя направления движения.

Размножение трансформированных клеток менее чувствительно к локальной плотности культуры. Потеря зависимости от прикрепления к суб-- страту 1п ч11го — свойство, которое сильнее всего сближает культивнруемые клетки с опухолевыми клетками в: организме. Клетки, растущие в суспензиониой культуре. почти во всем сходны с клетками, образующими опухоли у животных. Перечисленными выше свойствами необязательно обладают все трансформированные клетки. Наиболее обычный порядок событий при опухолевой: трансформации состоит в том, что сначала снижается зависимость клеток от сыворотки, а затем — зависи-- мость от прикрепления к субстрату; путем соответствующего отбора можно, однако, получить клеточные линии„ требующие для роста сыворотки, но не требующие прикрепления к субстрату [199].

Характеристики

Список файлов книги