Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. - Молекулярная биология клетки (djvu) (1129766), страница 459
Текст из файла (страница 459)
Эта процедура может продемонстрировать, что небольшая подгруппа эпителиальных клеток обладает потенциалом стволовых клеток. Любая такая клетка (примерно одна на 5000) из популяции эпителиальных клеток молочной железы, а именно из клеток, более сконцентрированных в популяции, экспресирующей определенные маркеры, может неограниченно пролиферировать и давать начало новой полноценной молочной железе со всеми ее типами эпителиальных клеток.
23.1. Эпидермис и его обновление стволовыми клетками 2185 молоко клетки могут реагировать на пролактин только в том случае, если они находятся в контакте с базальной мембраной. Следующее звено в цепи гормонального контроля управляет непосредственным выделением молока из груди: стимул от грудного вскармливания (сосания) заставляет клетки гипоталамуса (в головном мозге) секретировать гормон окситоцин, который распространяется ло кровотоку и воздействует на миоэпителиальные клетки. Эти клетки подобны мышечным; они происходят из той же популяции эпителиальных клеток-предшественниц, что и секреторные клетки молочной железы, и имеют длинные, напоминающие паучьи лапы отростки, оплетающие альвеолы.
В ответ на окситоцин они сокращаются и тем самым «выдавливают» молоко из альвеол в протоки. Рано или поздно, когда ребенка отнимают от груди и грудное вскармливание прекращается, секреторные клетки отмирают в результате апоптоза, и большинство альвеол исчезает. Макрофаги быстро фагоцитируют мертвые кчетки, а металлопротеинжзы матрикса осуществляют деградацию избыточного внеклеточного матрикса и железа возвращается в состояние покоя.
Похоже, что окончание выделения молока регулируется его накоплением, а не каким-либо гормональным механизмом. Если перекрыть одну группу протоков молочной железы, так, чтобы из них не могло вытекать молоко, то секреторные клетки, «обслуживающие> эти протоки, совершают «массовое самоубийство> в результате апоптоза, в то время как другие области этой же железы продолжают нормально функционировать. Программа апоптоза запускается сложной совокупностью факторов, которые накапливаются в тех местах, где выделение молока блокируется. Деление клеток в растущей молочной железе регулируется не только гормонами, но также и локальными сигналами, передающимися между клетками эпителия, а также между эпителиальными клетками и соединительной тканью, или стромои, в которую эти эпителиальные кчетки погружены. Все сигналы, упоминавшиеся выше как важные для управления круговоротом клеток в эпидермисе, вовлечены также и в управление событиями в молочной железе.
И вновь критическую роль играют сигналы, передаваемые через интегрины; лишенные контактов с базальной мембраной, элителиальные клетки оказываются не в состоянии нормально реагировать на гормональные сигналы. Ошибки в таких системах взаимной регуляции приводят к некоторым из самых распространенных форм рака, и мы должны изучить их намного лучше, чем знаем сейчас.
Заключение Кожа состоит из жесткой соединительной ткани — дермы, покрытой сверху многослойным водонепроницаемым эпителием — эпидермисом. Эпидермис непрерывно обновляется стволовыми клетками с полным циклом оборота порядка месяца (у человека). По своему определению стволовые клетки не дифференцированы окончательно и сохраняют способность делиться в течение всей жизни организма, порождая и таких потомков, которые дифференцируются, и таких, которые остаются стволовыми. Эпидермальные стволовые клетки расположены в базальном слое и прикре лены к базальной мембране; при нормальных условиях скорость их деления низка.
Те их потомки, которые направляются на дифференцировку, проходят стадию размножения путем быстрых делений в базальном слое, а затем прекращают делиться и перемещаются в направлении поверхности кожи. Они последовательно дифференцируются, переключаясь с экспрессии одной группы кератинов на другую, пока в конечном счете их ядра 2186 Часть 5.
Клетки в контексте их совокупности не вырождаются, и тогда они переходят в наружный слой мертвых ороговевших клеток, которые непрерывно отшелушиваются с поверхности кожи. Судьба дочерних клеток любой стволовой клетки зависит от опосредуемого интегринами взаимодействия с базальной мембраной и от сигналов, посылаемых соседними клетками. Наряду с этим, стволовые клетки некоторых типов могут быть изначально запрограммированы на асимметричное деление, чтобы каждь«й раз порождать одну дочернюю клетку, остающуюся стволовой, и одну, направленную на терминальную дифференцировку; в этом может участвовать механизм регулируемой передачи первоначальных «вечно стволовых» цепей ДНК в те дочерние клетки, которые остаются стволовыми.
Однако во время процессов заживления регуляторные сигналы, поступающие из окружающей среды, позволяют производить сразу две стволовые клетки из одной и могут приводить к резкому увеличению скорости деления стволовых клеток. Такие факторы, как сигнальные белки %пг и Неддепод, не только регулируют скорость пролиферации клеток в зависимости от потребностей организма, но могут также управлять специализацией эпидермальных клеток с целью формирования таких структур, как волосяные фолликулы и сальные железы. Эти и другие сообщающиеся с эпидермисом органы, такие как, скажем, молочные железьс, имеют свои собственные стволовьсе клетки и свои собственные отличительные механизмы оборота клеток. В молочной железе, например, циркулирующие в кровотоке гормоны стимулируют клетки к пролиферации, дифференцировке и образованию молока; прекращение вскармливания грудью в результате накопления комбинации факторов в местах, где нарушен отток молока, запускает в вырабатывающих молоко клетках программу апоптоза.
23.2. Нейросенсорный эпителий Мы чувствуем запахи, слышим звуки и созерцаем достопримечательности окружающего нас мира благодаря специализированным эпителиальным тканям другого класса, покрывающим внутренние поверхности нашего тела. Нервная ткань носа, ушей и глжз, а фактически, если проследить этапы развития эмбриона, и вся центральная нервная система происходят от одного и того же пласта клеток, эктодермы, которая дает начало эпидермису. Эти структуры имеют несколько общих особенностей строения, а их развитием управляют родственные системы генов (о чем написано в главе 22).
Все они сохраняют эпителиальную организацию, но она сильно отличается от таковой обычного эпидермиса или желез, являющихся его производными. Нос, ухо и глаз — сложные органы с хитрыми устройствами для получения сигналов из внешнего мира и передачи их, отфильтрованных от «шума» и усиленных, нейросенсорному эпителию, где они могут воздействовать на нервную систему. Нейросенсорный эпителий — ключевой компонент всех органов чувств, хотя он и составляет лишь малую их долю по сравнению со всем вспомогательным аппаратом. Организация нейроэпителия и механизмы, регулирующие его развитие и работу, оказались чрезвычайно консервативны в ходе эволюции, не только при переходе от одного позвоночного к другому, но также и на пути между позвоночными и беспозвоночными. В нейросенсорном эпителии любого вида находятся специальные клетки, которые действуют как первичные преобразователи, или трансдукторы, преобразующие сигналы из внешнего мира в электрическую форму, в которой нервная 2188 Часть 5.
Клетки в контексте их совокупности друг от друга. Чувствительные поверхности поддерживаются увлажненными и защищены слоем слизи, выделяемой клетками специальных желез. Однако даже лри такой защите обонятельные нейроны живут лишь один-два месяца, так что для поддержания популяции обонятельных нейронов в эпителии присутствуют еще и клетки третьего класса: базальные клетки.
Популяция базальных клеток, находящихся в контакте с базальной мембраной, содержит стволовые клетки для производства необходимых нейронов. Как показано в главе 15, в геноме содержится на удивление болыпое число генов обонятельных рецепторов — приблизительно 1000 у мыши или собаки и примерно 350 (не считая множество выродившихся и функционально неактивных) у человека. По всей видимости, каждый обонятельный нейрон экспрессирует только один из этих генов, что позволяет клетке реагировать на пахучие вещества только одного определенного класса (обычно это небольшие органические молекулы), имеющие некоторую общую структурную особенность, которую и распознает белок обонятельного рецептора. Но, независимо от природы запаха, каждый обонятельный нейрон реагирует на него одинаково; он запускает цепочку биоэлектрических сигналов назад по своему аксону в мозг.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
