жданкін а.є. бх 14м-6. мммк
TRANSCRIPT
![Page 1: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/1.jpg)
Page 1
Міністерство освіти і науки УкраїниДніпропетровський національний університет ім. Олеся Гончара
Факультет біології, екології та медициниКафедра біофізики та біохімії
Молекулярні механізми міжклітинних взаємодій олігодендроцитів і нейронів в
нормі та за умов олігодендрогліоми головного мозку
Виконавець: Викладач:
Студент гр. БХ-14м-6 д.б.н., проф.
Жданкін А. Є. Ушакова Г. О.
Дніпропетровськ-2014
![Page 2: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/2.jpg)
Page 2
Функціонування багатоклітинного організму забезпечується завдяки узгодженій роботі систем органів. В основі цього лежить комунікативна взаємодія клітин між собою та з екстрацелюлярним матриксом.
![Page 3: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/3.jpg)
Page 3
Міжклітинні контакти
за типом котактуючих клітин
гомофільні гетерофільні
за структурно-функціональними особливостями
прості складні
якірні
щільніщілинні Х
Х = комунікативні контакти
Якірні контакти = суто адгезивні + десмосоми + гемідесмосоми + контакти з позаклітинним
матриксом + напівдесмосоми
Прості: паралельні, зубчасті, пальцеподібні
(синапси, взаємодії ліганд-рецептор)
Щілинні: нексуси, плазмодеси (у росл.)
![Page 4: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/4.jpg)
Page 4
Приклади складних контактів
Адгезивні контакти
Щілинні контакти
Комунікаційні контакти (синапс)
Щільний контакт
![Page 5: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/5.jpg)
Page 5
Приклад комунікаційного контакту – хімічний міжнейронний синапс
![Page 6: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/6.jpg)
ОЛІГОДЕНДРОЦИТ
![Page 7: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/7.jpg)
Page 7
Адгезивні контакти олігодендроцитів і нейронів
Три основні їх складові
Адгезивний білок
А)Трансмембранний інтегральний (інтегріни)
Б) Інтегральний монотопний /
поверхневий (ОБМ)
Адаптерний білок
з҆єднує адгезивний білок з цитоскелетом
клітини
Компоненти цитоскелету
Модулюють структурно-
функціональну активність
клітини
![Page 8: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/8.jpg)
Page 8
Адгезивні білки олігодендроцитів
Нейрогліальна молекула клітинної адгезії (NgCAM)
Мієлін-асоційований глікопротеїн (MAГ)
Основний білок мієліну (ОБМ)
Мієлін-асоційований олігодендроцитарний
основний білок (МООБ)
Протеоліпідний білок (ліпофілін)
Білок DM 22
Нейрональна молекула клітинної
адгезії (NCAM-C)
Білок Вольфграма
N-кадгерин-катенінові комплекси
Білки родини нейрофасцинів, PAR,
TASE
Родина α- та β-інтегринів
![Page 9: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/9.jpg)
Page 9
Типи адгезивних контактів олігодендроцитів
Гомофільні контакти типу «олігодендроцит-олігодендроцит» (білок DМ-22, білок Вольфграма, нейрофасцини, N-кадгерин)
Гетерофільні контакти – «олігодендроцит-нейрон» (NgCAM, NCAM-C, МАГ, ліпофілін,
ОБМ, МООБ), «олігодендроцит-астроцит» (деякі катенінові комплекси) тощо
Контакти із позаклітинним матриксом (колагеном Q, протеогліканами нервової системи,
фібронектином, еластичними волокнами, синаптичним ламініном (S-ламініном) та ін.) (інтегрини)
![Page 10: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/10.jpg)
Page 10
Електронна фотографія білкової сітки на поверхні олігодендроцита, утвореної з молекул-глікопротеїнів
МООБ, МАГ, NCAM-C та NgCAM
![Page 11: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/11.jpg)
Page 11
Приклад молекули гомофільної адгезії типу “нейрон-нейрон” або “олігодендроцит-олігодендроцит”– N-
кадгерин
![Page 12: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/12.jpg)
Page 12
Приклад молекули гетерофільної адгезії типу “олігодендроцит-нейрон” – С-ізоформа нейрональної
молекули клітинної адгезії (NCAM-C)
![Page 13: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/13.jpg)
Page 13
Приклад молекул адгезії, що контактують з позаклітинним матриксом – різні типи
інтегринів
Інтегрин α1 Інтегрин α-M Інтегрин β1
![Page 14: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/14.jpg)
Page 14
Адаптерні білки олігодендроцитів
Компоненти N-кадгерин-катенінового комплексу (білок p120, α-, β- і γ-
катеніни)
Деякі ізоформи нейрофасцинів (з молекулярною масою, вищою за 120
кДа)
Цитозольні (розчинні) представники
білків родини PAR
Анкірин В (нейрональний анкірин)
2 ізоформи анкірину G
Білок-гомолог протеїну GADD-45
Декілька представників родини
TASE (TASE-3 i TASE-4)
![Page 15: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/15.jpg)
Page 15
Модель третинної структури β-катеніну
![Page 16: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/16.jpg)
Page 16
Компоненти цитоскелету нейронів та олігодендроцитів
Мікротрубочки (нейротубули – полімери білків α- і β-тубулінів з молекулярними масами 53 та
57 кДа відповідно) діаметром 20-30 нм.
Мікрофіламенти (комплекси олігомерів F-актину) діаметром близько 6 нм.
Проміжні філаменти (нейрофіламенти) товщиною 6-8 нм - комплекси нейроспецифічних білкових одиниць з
молекулярними масами 210 (NF H), 160 (NF M) та 70 кДа (NF L)
![Page 17: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/17.jpg)
Цитоскелет нейронів
![Page 18: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/18.jpg)
Проміжні філаменти олігодендроцитів
![Page 19: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/19.jpg)
Page 19
Щілині контакти між нейронами та олігодендроцитами потрібні для транспортування поживних речовин з олігодендроциту до нейрона. Вони мають форму круглих зон діаметром 0,5—5 мкм, у яких зосереджено від кількох до кількох тисяч міжклітинних каналів, побудованих з білків
конексинів.
Щілинні контакти олігодендроцитів та нейронів
![Page 20: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/20.jpg)
Page 20
Інші типи контактів Поряд з вищеперерахованими адгезивними, щілинними
контактами олігодендроглії та нейронів виділяють так звані мінорні контакти цих клітин. До них відносять щільні замикаючі контакти та олігодендрогліально-нейрональні (о.-н.) «синапси».
Щільний контактРецептор-лігандна взаємодія (розгляд. як о.-н. “синапси”)
![Page 21: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/21.jpg)
Page 21
Неоплазії, що виникають у головному мозку ссавців
Первинними пухлинами мозку називаються пухлини, що розвиваються з речовини головного мозку,
його корінців, оболонок, мозкової або нервової тканини, клітин гіпофіза
(гліоми, менінгіоми, невриноми і аденоми)
Вторинні пухлини утворюються з кісток черепа або походять з пухлин внутрішніх органів. Найчастіше в мозок
метастазує рак легенів, іноді – рак шлунка, кишечника, грудей і нирок.
![Page 22: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/22.jpg)
Page 22
Злоякісна гліома у головному мозку людини (позначена стрілкою)
гліома
![Page 23: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/23.jpg)
Page 23
Патологія міжклітинних контактів гліоцитів і нейронів при дисембріогенетичних гліомах
Малігнізовані стовбурові клітини гліоми 5-6-денних ембріонів мишей втрачають адгезивні контакти. При цьому повністю
блокується експресія нейрональних молекул клітинної адгезії, які утворюють гомо-
та гетерофільні контакти між клітинами.
У 7-8-денних ембріонів спостерігається репресія генів, відповідальних за синтез молекул N-кадгерин-катенінового
комплексу, що унеможливлює виникнення адгезивного контакту між нормальною
та раковою клітинами.
Для 10-11-денних ембріонів була описана репресія генів нейронального анкірину (анкірину В),
анкіринів G, серцевинних білків нейрокану і бревікану.
![Page 24: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/24.jpg)
Page 24
Патологія міжклітинних контактів гліоцитів і нейронів при дисембріогенетичних гліомах
Найбільша кількість осередків астрогліом у мозку 16-17-денних ембріонів виявляється у межах великих півкуль, довгастого
та середнього мозку. Олігодендрогліоми локалізуються у межах лобної долі півкуль, гіпокампу, проміжного мозку.
У таких трансформованих клітин не ідентифікуються адгезивні молекули NgCAM, NCAM-B i C. Дефектні олігодендроцити не експресують МАГ, МООБ. Порушується експресія генів, які відповідають за початок процесів мієлінізації аксонів.
У пухлинних клітин гліом порушується структура щілинних контактів. Так, в дефектних олігодендроцитів синтезуються
дефектні ізоформи мієлін-специфічного конексину Сх 32.
![Page 25: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/25.jpg)
Page 25
Патологія міжклітинних контактів гліоцитів і нейронів при дисембріогенетичних гліомах
Нормальна клітина-попередниця олігодендроциту
Популяція малігнізованих клітин олігодендрогліоми
![Page 26: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/26.jpg)
Page 26
Порушення структури міжклітинних контактів олігодендроцитів та нейронів у дорослому організмі
за умов олігодендрогліоми
За умов олігодендрогліоми у дорослому організмі відбувається переродження олігодендробластів з наступною їх трансформацією
у ракові клітини.
олігодендрогліома
(лобна доля мозку)
![Page 27: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/27.jpg)
Page 27
В першу чергу, у ракових клітин редукуються адгезивні контакти типу «олігодендроцит-олігодендроцит», потім –
«олігодендроцит-нейрон», «олігодендроцит-астроцит», далі порушуються їх зв'язки з кровоносними судинами та іншими
структурами мозку.
Мікрофотографія клітин олігодендрогліоми (МО-клітин) (малігнізовані клітини повністю позбавлені відростків)
![Page 28: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/28.jpg)
Page 28
Особливості порушень міжклітинних контактів при олігодендрогліомі
Характерною особливістю МО-клітин є руйнування мієлін-асоційованих контактів з аксонами нейронів.
Натомість активується експресія специфічних ракових антигенів, які витісняють молекули МАГ, ОБМ з
поверхні плазматичної мембрани. Ці антигени не утворюютьзвיязків з мієліном.
Руйнуються також адаптерні білки, які забезпечують функціонування адгезивних контактів. Наприклад, кількість
білків родини TASE, нейрофасцинів, β- і γ-катенінів у МО-клітин зменшується у 10 разів у порівнянні з нормальними клітинами.
Зникають кальцій-залежні N-кадгеринові містки між нейронами.
![Page 29: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/29.jpg)
Page 29
Особливості порушень міжклітинних контактів при олігодендрогліомі
Відбувається демієлінізація аксонів в ураженій ділянці мозку. Процеси ремієлінізації у цій
ділянці зводяться до мінімуму. Порушується також експресія нейрональних ізоформ анкірину,
локалізованих у ділянках перехватів Ранв'є. Це відбувається внаслідок проростання пухлини у зону
білої речовини мозку та здавлювання аксонів.
ВІдсутній адгезивний зв'язок між МО-клітинами та екстрацелюлярним матриксом. Внаслідок дисоціації
інтегринових комплексів білки тензин, талін і вінкулін переходять в неактивну форму
з наступним розпадом на окремі субодиниці. Зникає асоціація МО-клітин з вуглеводними
компонентами NG-2-протеоглікану.
![Page 30: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/30.jpg)
Page 30
Основою лікування олігодендрогліоми є хірургічне втручання. При операції пухлина може бути повністю вилучена з ураженої ділянки
мозку. Однак все залежить від своєчасного скринінгу та правильної постановки діагнозу. В післяопераційний період проводиться хіміотерапія і променева терапія.
![Page 31: жданкін а.є. бх 14м-6. мммк](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042819/55c6da62bb61ebf82f8b45ff/html5/thumbnails/31.jpg)
Page 31
Висновки
1. Серед основних контактів олігодендрогліальних клітин та нейронів основне місце відводиться адгезивним і щілинним контактам. До складу власне адгезивних контактів входить достатньо велика група адгезивних і адаптерних білків, а також компонентів цитоскелету. Важливе місце займають контакти олігодендроцитів і нейронів з міжклітинним матриксом.
2. Щілинні контакти (нексуси) призначені для транспорту молекул з однієї клітини в іншу. До їх складу входить специфічний для мієліноутворюючої тканини конексин 32. На нейронах експресується і конексин 43, який розповсюджений у багатьох типах тканин.
3. На поверхні олігодендроцитів, астроцитів відкриті й щільні контакти, які є мало розповсюдженими у власне нервовій чи гліальній тканин.
4. Олігодендроцити взаємодіють з нейронами також за допомогою спеціальних олігодендрогліально-нейрональних «синапсів», які насправді є одним з різновидів рецепторно-опосередкованої взаємодії.
5. За умов олігодендрогліоми втрачаються всі олігодендро-нейронні контакти, що унеможливлює міжклітинну взаємодію. Внаслідок цього малігнізовані олігодендроцити (МО) не здатні до побудови складних зв'язків з іншими клітинами мозку.