Контактне гальмування руху: введення.

Нормальні клітини ссавців, що ростуть у культурі, перестають ділитися, коли їм не вистачає вільного місця. Описане явище отримало назву “контактне гальмування”.

Передбачається, що істотним чинником, від якого залежить розподіл клітин у культурі, є не контакт клітин один з одним, а ступінь їх распластиванія. Навіть у відсутність клітинних контактів чим менше распластана клітка, тим більше часу займає її клітинний цикл. Округлення клітин супроводжується зниженням загальної інтенсивності білкового синтезу. Коли клітини контактують один з одним, це обмежує для них можливість розпластується на субстраті, що веде до зменшення швидкості синтезу білків, включаючи тригерні білки, що регулюють клітинний цикл.

У результаті концентрація регуляторних білків у клітині падає і відбувається зупинка клітин в точці рестрикції.

Клітини, звільнені від контактного гальмування, распластиваются, синтез білків у них посилюється, що призводить до підвищення концентрації регуляторних білків до порогового рівня і дозволяє перейти клітинам до поділу. Можливою причиною зміни синтезу білка при распластиванія клітин може бути зростання відношення поверхні клітини до її об’єму.

При направленому русі по субстрату клітина може зіткнутися з низкою факторів, по-різному впливають на її подальше успішне просування. В результаті такого зіткнення клітка припиняє спрямований рух.

Це явище отримало назву контактного гальмування руху і вперше було описано Аберкромбі і Хейсмана в 1954 році при зіткненні курячих фібробластів в культурі (Abercrombie M., Heaysman JEM, 1954).

Автори визначили це явище як зупинку переміщення в напрямку, де здійснюються зіткнення, або “заборона” після здійснення міжклітинної контакту дальнйшего просування однієї клітини по поверхні іншого. За Аберкромбі ця реакція є безпосереднім результатом міжклітинної взаємодії та включає в себе адгезію, параліч псевдоподіальной активності в зоні контактування, скорочення і розбіжність контактують клітин (Abercrombie M., 1970).

При цьому клітини можуть до певної міри “наповзає” один на одного своїми ламеллярной ділянками, формуючи перехльости. Після початкового перехлеста відбувається пригнічення раффлінга в області міжклітинної контактування (Trinkaus JP et al., 1971).

Явище контактного гальмування було описано для різних типів фібробластів (Abercrombie M. et al., 19), нервових клітин (Dunn GA, 1971), лейкоцитів (Oldfield FE, 1963) та епітеліальних клітин (Middleton CA, 1972).

Контактним гальмуванням пояснювалася переважно паралельна відносно один одного орієнтація фібробластів в густій ​​культурі. Однак, епітеліальні клітини після зіткнення не розходяться, а встановлюють міцний міжклітинний контакт і подальше їх рух здійснюється контактно-залежним способом (Middleton CA, 1977). Подібна різниця у відповідях на зіткнення пояснювалася недостатньою руховою “силою” у порівнянні з “силою” адгезії у епітеліальних клітин (Heaysman JEM, Pegrum SM Early cell contacts in culture …). Однак ні спростувань, ні підтверджень цієї точки зору з того часу отримано не було.

Зазначалося також, що контактне гальмування не завжди взаємний процес. Ознаки контактного гальмування може розвивати тільки одна з клітин, що беруть участь у зіткненні, інша ж може ніяк не реагувати на контакт (Heasman JEM, 1970). Вважалося також загальноприйнятим, що у трансформованих клітин при зіткненні з нормальними або трансформованими клітинами контактне гальмування порушено. Це порушення пояснювалося редукцією в процесі трансформації основних цитоскелетних структур (Rifkin JJ, 1979). Однак не для всіх трансформованих клітин були зроблені подібні висновки.

Єдиної думки з приводу того, чи є порушення контактного гальмування незмінним атрибутом трансформованої клітини, досягнуто не було. Одним з ознакою порушення контактного гальмування в культурах трансформованих клітин вважалося наявність великої кількості Крісс-крос розташованих клітин в таких культурах (замість паралельної орієнтації клітин в культурах нормальних фібробластів). Крісс-крос орієнтація клітин в культурі властива як трансформованим фібробластам, так і трансформованим епітеліоцитів.

Контактне гальмування руху: гіпотези

Для пояснення феномена контактного гальмування пропонувалося кілька гіпотез (Abercrombie M., 1970):

1) Одна з клітин є просто механічним перешкодою для іншої клітини. Клітинна Ламела не може настільки зігнутися, щоб подолати це “перешкода” або, навпаки, Ламела в спробі подолати “перешкода” настільки згинається і деформується, що вже не може виступати як локомоторну орган (Abercrombie H., 1961; Abercrombie M., 1970) .

2) Стійка адгезія між стикаються фібробластами зупиняє рух (Abercrombie M., Heaysman JEM, 1954; Curtis ASG, 1961; Curtis ASG, 1967).

3) дорзальной поверхні одного фибробласта взагалі неадгезівна для іншого фибробласта. Таким чином, рух по цій поверхні неможливо (Carter SB, 1967).

4) Теорія диференціальної адгезії. Дорзальна поверхня може бути досить адгезивної для іншої клітини, але менш адгезивної, ніж культуральний субстрат (Carter SB, 1965; Rubin H., 1966).

5) Сигнальний відповідь як результат зіткнення однієї клітини з іншого (Gustafson T., Wolpert L., 1967). В рамках цієї сигнальної теорії передбачається, що взаємодія мембранних рецепторів двох контактуючих клітин призводить до контактного паралічу і зупинки руху в напрямку один одного.

Контактне гальмування руху: метод мікрокінематографіі

Була зроблена спроба дослідити міжклітинні зіткнення в культурах нормальних і трансформованих фібробластів, в тому числі і в змішаних культурах методом мікрокінематографіі (Guelstein VI et al., 1973). Використання цього методу вперше дало можливість дослідникам проаналізувати безпосередньо динаміку міжклітинних взаємодій індивідуальних клітин. Автори прийшли до висновку, що трансформація клітин, принаймні, не завжди супроводжується втратою контактного гальмування руху. Однак після вищеперелічених, подальших робіт в цій області вжито не було, не дивлячись на очевидну важливість з’ясування деталей і механізмів контактного гальмування для експериментальної онкології і клітинної біології. Сучасні методи Відеомікроскопи з високим дозволом дозволяють знову звернеться до вирішення цієї проблеми і детально досліджувати міжклітинні зіткнення в культурах нормальних і трансформованих епітеліоцитів і фібробластів.

Comments are closed.