Download - жданкін а.є. бх 14м-6. мммк

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

Функціонування багатоклітинного організму забезпечується завдяки узгодженій роботі систем органів. В основі цього лежить комунікативна взаємодія клітин між собою та з екстрацелюлярним матриксом.

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.)

Приклади складних контактів

Адгезивні контакти

Щілинні контакти

Комунікаційні контакти (синапс)

Щільний контакт

Приклад комунікаційного контакту – хімічний міжнейронний синапс

ОЛІГОДЕНДРОЦИТ

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

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

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)

Електронна фотографія білкової сітки на поверхні олігодендроцита, утвореної з молекул-глікопротеїнів

МООБ, МАГ, NCAM-C та NgCAM

Приклад молекули гомофільної адгезії типу “нейрон-нейрон” або “олігодендроцит-олігодендроцит”– N-

кадгерин

Приклад молекули гетерофільної адгезії типу “олігодендроцит-нейрон” – С-ізоформа нейрональної

молекули клітинної адгезії (NCAM-C)

Приклад молекул адгезії, що контактують з позаклітинним матриксом – різні типи

інтегринів

Інтегрин α1 Інтегрин α-M Інтегрин β1

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)

Модель третинної структури β-катеніну

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)

Цитоскелет нейронів

Проміжні філаменти олігодендроцитів

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

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”)

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.

Злоякісна гліома у головному мозку людини (позначена стрілкою)

гліома

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.


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.


Нормальна клітина-попередниця олігодендроциту

Популяція малігнізованих клітин олігодендрогліоми

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)

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)

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.

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.

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.

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.

Download - жданкін а.є. бх 14м-6. мммк

Top Related