Молекулярная биология клетки. Том 4 - Албертс Б.
Скачать (прямая ссылка):
Его клетки, плотно заполненные гранулами меланина, образуют для фоторецепторной системы затемненное укрьггие, которое уменьшает количество рассеянного света, подобно черной окраске внутренности фотоаппарата. Кроме того, пигментные клетки связаны друг с другом плотными контактами н помогают изолировать нервный слой сетчатки от жидкости, пропитывающей соединительную ткань вокруг глазного яблока.
культуральной среды и условий роста не могут изменить дифференцированный статус этих клеток - превратить их, например, в клетки крови, печени или сердца.
16.1.2. Внеклеточный матрикс, секретнруемый клеткой,
помогает поддерживать ее дифференцированное состояние [3]
Эксперименты, аналогичные проведенным с пигментным эпителием сетчатки, проводились и с клетками других типов, и у некоторых из этих клеток репертуар поведения в культуре оказался более разнообразным. Особенно интересны хрящевые клетки и их взаимодействия с окружающим внеклеточным матриксом.
В ранних исследованиях обнаружилось большое сходство с пигментным эпителием сетчатки. Дифференцированные хрящевые клетки-хондроциты-растут в подходящей культуральной среде, образуя клоны дифференцированных хондроцитов, которые легко распознать, так как они синтезируют большие количества очень характерного хрящевого матрикса. Хрящевой фенотип сохраняется и при многократном субклонировании клеток, если они растут в благоприятных условиях. Даже клетки, выращиваемые в течение многих поколений на не вполне подходящей среде, на которой они не могут синтезировать хрящевой матрикс, вновь обретают эту способность к синтезу, если их поместить в благоприятную для этого («пермиссивную») среду.
Однако если культура ведется при низкой плотности клеток в другой, ие совсем стандартной среде на протяжении нескольких недель, в ней неуклонно возрастает доля клеток, подвергающихся фундаментальному изменению: вместо коллагена типа II, характерного для хряща, они начинают синтезировать коллаген типа I, характерный для фибробластов. Эти два типа коллагена (их можно различить с помощью флуоресцентных антител) являются продуктами разных генов. По-видимому, в таком опыте часть хондроцитов превращаете я в фибробласты. За один месяц почти все клетки, растущие в культуре с низкой плотностью, переключаются на синтез коллагена I. Это переключение, видимо, происходит внезапно, так как лишь в очень немногих клетках можно наблюдать одновременный синтез обоих коллагенов.
Механизм, управляющий переключением, точно не известен. Некоторые данные наводят на мысль, что он может быть связан с формой клетки. Если клетки выращивать на субстратах с различными адгезионными свойствами («липкостью»), развитие того или иного фенотипа будет зависеть от степени распластывания клеток на субстрате Судя по другим данным, на переключе-
Рйс. 16-3. Предполагаемое влияние внеклеточного матрикса на
Хондроцит,
окруженный
хрящевым
матриксом.
Фиброблэст.
окруженный
фибробластным
матриксом,
Хондроцит, jjSafej.:.'; окруженный ММЬ: фибробластным матриксом.
О
Фибробласт
окруженный
хрящевым
матриксом,
дифференцировку фибробластов и хондроцитов. Данные о возможности превращения фибро-
бластов в хондроциты были получены при исследовании роста хряща in vivo: оказалось, что в этом процессе используются клетки пе-рихондрия, напоминающие фибро-бласты (см. разд. 16.7.1).
остается хоидро-цитом и продолжает производить хрящевой матрикс
остается фиброблас-том и продолжает производить фиброблэстный матрикс
не производит
хрящевого
матрикса
и может превратиться в фибро-бласт и начать выработку фибробластного матрикса
может превратиться в хондроцит и
ботку хряще, вого матрикса
*ть выра-
ние могут влиять макромолекулы внеклеточного матрикса, секретируемые хондроцитами и фибробластами. Хондроциты растут в виде клонов, образуя отдельные колонии на поверхности культуральной чашки. В центре колонии хондроциты стремятся окружить себя хрящевым матриксом, а на периферии этого вещества меньше. Периферическим клеткам свойственно более раннее переключение на синтез коллагена типа I, а центральным-более позднее. Поэтому было высказано предположение, что матрикс, образуемый хондроцитами, помогает поддерживать фенотип хондроцита.
По-видимому, в пользу этой гипотезы говорят и другие данные. Если в культуру хондроцитов добавить протеогликаны, характерные для хрящевого матрикса, в хондроцитах усиливается синтез матрикса этого типа. Можно думать, что внеклеточный материал действует как звено положительной обратной связи, благодаря которой синтез хрящевого матрикса становится самоподдерживающимся процессом. Гиалуроновая кислота тоже влияет на дифференцировку хондроцитов, но противоположным образом. Фибробласты секретируют большое количество гиалуроновой кислоты, а хондроциты-сравнительно малое Свободная гиалуроновая кислота, добавленная в культуру хондроцитов, сильно подавляет синтез хрящевого матрикса.
