А. Фултон - Цитоскелет. Архитектура и хореография клетки (1120983), страница 21
Текст из файла (страница 21)
406 4. Хореография Читоскелета Как в организме при переходе от доброкачественных опухолей к злокачественным мы наблюдаем значительные изменения в строении клеток, так и различные культивируемые клетки образуют ряд, в котором их строение прогрессивно нарушается, по мере того как изменяются их биохимические характеристики. При трансформации вирусом нормальных эмбриональных фибробластов мыши можно видеть, например, как клетка из хорошо распластанной и имеющей большое количество пучковфиламентов превращается в более круглую, содержащую .меньше волокон натяжения н характеризующуюся менее упорядоченными взаимоотношениями с другими клетками.
Чем больше степень трансформации клетки, тем меньше влияет на биохимические процессы в ней отсутствие прикрепления к субстрату. Так, у нормальных эмбриональных фибробластов при переносе их в суспензию синтез ДНК, РНК и белка резко подавляется; на промежуточных стадиях трансформации в суспензированных клетках некоторые нормальные процессы (например, синтез гетерогенной ядерной РНК) продолжаются, а трансформированные вирусом клетки способны и синтезировать белки, и делиться в суспензии ]200]. В тех клетках, в которых при помещении их в суспензнонную культуру процессы синтеза прекратились, синтез белка возобновляется при возвращении их на субстрат сразу после прикрепления, а синтез РНК и ДНК начинается лишь при распластывании; таким образом, различные процессы, протекающие в клетке, по-разному зависят от ее прикрепления к субстрату и пространственной организации ]201].
Утрата волокон натяжения и нарушение всей органи.зации клетки вызываются многими трансформирующими агентами. Микроинъекция очищенной згс-киназы в клетку приводит к разрушению волокон натяжения в течение 30 мин, что указывает на существенную роль дезорганизации цитоскелета на ранних этапах трансформации ]202]. У индивидуумов, предрасположенных к определенным формам рака, организация волокон натяжения нарушенй в клетках до того, как они действительно заболеют (203]. Все это указывает на определяющую роль нарушений цитоскелета в процессе трансформации. 4. Хореография Читоекеяета На организацию цитоскелета может влиять и ряд других агентов.
Опухолевые промоторы, такие, как форболмиристат или протеазы с той же специфичностью,что и у плазмина, могут иидуцировать дезорганизацию цито- скелета, аналогичную описанной выше. В то же время, если вызвать изменения в структуре цитоскелета, это еще ие приведет к устойчивой трансформации клетки ~204). Это означает, что хотя нарушение цитоскелетной организации коррелирует с трансформацией, само по себе оно еще недостаточно для обеспечения стабильности 'трансформированного состояния.
На важную роль изменений цитоскелета в трансформации указывает и ряд свойств поверхности трансформированных клеток. У многих трансформированных клеток обнаруживается сравнительно мало фибронектина— возможно„вследствие секреции ими активатора плазмииогена. Кроме того, поверхность многих трансформированных клеток устойчива к действию конканавалина А, изменяющего поверхность нормальных клеток. Поскольку фибронектин необходим для миграции клеток и опосредует многие эффекты, вызываемые внеклеточным матриксом, эти результаты показывают, что изменения, характерные для трансформации, происходят на границе между цитоскелетом и плазматической мембраной.
Все это вместе взятое позволяет сделать следующие обобщения, Изменения организации цитоскелета коррелируют обычно с увеличением степени трансформации; во многих случаях дезорганизация цитоскелета обнаруживается раньше, чем другие признаки трансформированного состояния клетки. Однако сами по себе изменения цитоскелета, даже вызванные опухолевыми промоторами, еще недостаточны для трансформации; отсюда следует, что для полной трансформации необходимо нарушение еще каких-то регуляторных механизмов клетки. Наконец, морфология трансформированных~клеток может быть в какой-то мере нормализована путем, например, добавления в среду экзогенного фибронектина, при этом внутренняя организации клетки и ее поведение также часто становятся более нормальными.
Наибольшее количество данных о сравнительной организации цитоскелета нормальных и трансформирован- 4. Хореография цитоекеяети .ных клеток касается актиновой сети, и особенно волокон .натяжения. Организация системы микротрубочек также может нарушаться при трансформации, но эти наруше.ния труднее обнаружить, поскольку все факторы, пре.пятствующие распластыванию клеток, влияют также на степень развитости системы микротрубочек в них. Кроме того, округлившиеся клетки с трудом поддаются изучежию методом иммунофлуоресценции.
С этими оговорками можно предположить, что трансформированные клетки все же содержат сеть микротрубочек, но имеющую по необходимости более «округлую» конфигурацию, чем в .полностью распластанных клетках. На роль промежуточных филамеитов в трансформации указывают следующие два наблюдения. Нормальная клетка, обработанная цитохалазином, состоит из длинных тонких ветвящихся отростков, отходящих от круг.лой центральной части. В отростках имеется большое количество промежуточных филамеитов.
Такие отростки же образуются под действием цитохалазина у клеток, трансформированных вирусом 12051, Так как цитохалазин подавляет образованно филоподий и складок клеточ:ного края, описанные отростки должны возникать в результате особого типа взаимодействия с субстратом, предполагающего образование связи между промежуточными филаментами н клеточной мембраной. Другое поразительное наблюдение состоит в том, что воздействия, изменяющие форму клетки, могут влиять на способность трансформированных клеток к метастазированию, Клетки меланомы, когда они имеют сферическую .форму, метастазируют очень активно, а после дня, проведенного в условиях, стимулирующих распластывание, их метастатическая активность снижается, причем это не является, по-видимому, результатом просто селекции клеток [194).
Отсутствие химических препаратов, избирательно действующих на промежуточные филаменты, затрудняет проверку того, действительно ли трансформация и промежуточные филаменты имеют непосредственное отношение друг к другу. Приведенные наблюдения показывают, однако, что какую-то роль в экспрессии трансформированного фенотипа промежуточные фила- менты все же играют. 4. Хореография цигоекеяеги Нормальные клетки содержат тонко регулируемый цитоскелет и обладают способностью адекватным образом взаимодействовать с внешней средой, и в частности с внеклеточным матриксом. У трансформированных клеток и цитоскелет, и взаимодействие с внеклеточной средой нарушены.
Характер этих нарушений н механизм мх возникновения постепенно становятся понятными. Многое уже известно о химических свойствах цито- скелетных белков. По мере того как проясняются потенциальные направления взаимодействий в цитоскелете, обнаружнваются все новые и новые цитоскелетные белкн, и свойства этих белков изучаются как в физиологических, так и нефнзиологнческнх условиях. И все же наших нынешних знаний о цнтоскелетных белках недостаточно для объяснения архитектуры цитоскелета.
Архитектура цитоскелета зависит от типа клеток, степени их дифференцировки н условий роста. Цитоскелег большинства клеток организован анизотропно н асимметрично; это динамичная, способная непрерывно изменяться структура. Спонтанная сборка в клетке из растворнмых компонентов кажется вероятной лишь для немногих цитоскелетных элементов (например, для центриолей), в большинстве же случаев происходит постоянная перестройка уже существующих структур. Высокий уровень пространственной организации цитоскелета, функциональное значение существования различных нзоформ цитоскелетных белков и, наконец, механизм регулируемых перестроек цитоскелета — все это призвана объяснить химия белков, и все это еще ждет своего объяснения.
К настоящему времени накоплено множество данных о расположении цитоскелетных белков в клетках разного типа. Наше знание архитектуры цитоскелета, однако, еще не позволяет разобраться в том, что можно было бы назвать хореографией клетки, т. е, в движения ее различных компонентов клетки во времени и пространстве. А вместе с тем такое движение и позволяет клетке поддерживать собственное существование, расти и делиться, и именно его необходимо понять, хотя очевндно, что на этом пути нас ждут еще большие трудности, чем прн изучении архитектуры и химии белков цитоскелета. Литература 1.
У)ейовХег Е). Л. е1 а! Иа(иге, 287, 291 — 296 1!980). 2. С1агбе М., Яридиб Х. А. Апп. Иеч. ВюсЬев., 46, 797 — 822 (1977) 3. ОвЬогл М., Туебет К. Сей, 31, 303 — 306 (1982). 4. Оегв!ег й'., Игебег К. ВМВО Л., 1, 1649 — 1656 (1982) 5, Кота ХЕ О. РЬув)о!ой(са) йеч., 62, 672 — 737 (1982).
6. ЯсМ!ва М. Сей, 25, 587 — 590 (1981). 7. Яоийпе1еб Г. 8., Наг!ге(у Х. Н. Иа!пге, 297, 303 — 307 (1982). 8. Татато!о К ег аЕ Л. Сей В(о!., 95, 711 — 719 (1982). 9. 01еппеу Х. й. ег аЕ Л. В(о!. СЬеп1., 256, 9283 — 9289 (198!). 1О. йеравУву Е. А. е! а(. СеИ, 29, 821 — 833 (1982).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
