Роль мембранного холестерина в регуляции механочувствительных ионных каналов и актинового цитоскелета

• Автор: Чубинский-Надеждин, Владислав Игоревич
• Шифр специальности: 03.03.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 112 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ Механочувствительные ионные каналы Механочувствительные ионные каналы прокариот Механочувствительные ионные каналы в клетках эукариот Общая характеристика и функциональные свойства Предположения о молекулярной природе каналов Модели активации

Роль цитоскелета в функционировании каналов

Клетки лейкемии человека К562 как модель для исследования регуляции каналов.

Липидные микродомены клеточных мембран

Понятие о латеральной гетерогенности липидного бислоя

Холестерин и его роль в структуре липидных микродоменов

Визуализация липидных микродоменов в клеточных мембранах

Участие липидных рафтов в процессах передачи сигнала

Липидные рафты и актиновый цитоскелет: структурнофункциональная взаимосвязь

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Регистрация ионных токов Растворы
Клеточные культуры Флуоресцентная микроскопия Атомно-силовая микроскопия

РЕЗУЛЬТАТЫ
Участие мембранного холестерина и рафтов в регуляции механочувствительных каналов
Механозависимая активация ионных токов: анализ действия циклодекстринов
Изменения жёсткости клеток после частичной экстракции мембранного холестерина
Нарушение целостности липидных рафтов при снижении уровня холестерина
Выявление Б-актина в клетках К562.
Подавление активации механочувствительных каналов в клетках с пониженным содержанием холестерина опосредовано реорганизацией Р-актина
Анализ роли мембранного холестерина в организации актинового цитоскелета
Визуализация липидных микродоменов в нормальных и трансформированных фибробластах.
Перестройки цитоскелета в клетках различных типов после снижения уровня холестерина
ОБСУЖДЕНИЕ
Функциональный вклад мембранного холестерина в процессы клеточной механотрансдукции
Стретч-активируемые каналы: возможная молекулярная природа и роль в клетке
Реорганизация актинового цитоскелета, сопряженная с нарушением целостности рафтов
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
МЧ каналы - механочувствительные каналы DEG - дегенерин (degenerin)
ENaC - Epithelial Na+ Channel - эпителиальный Na+ канал
ASIC - Acid Sensing Ion Channel - протон-управляемый ионный канал
DRM - детергент-устойчивые мембраны (detergent-resistant membranes)
МбЦД - метил-бета-циклодекстрин
СТВ - бета-субъединица холерного токсина
TIRFM - Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy
STED - STimulated Emission Depletion
PALM - PhotoActivated Localization Microscopy
STORM - STochastic Optical Reconstruction Microscopy
NMDG+ - N-метил-В-глюкамин
Лат Б - латрункулин Б
ЦитД - цитохалазин Д
РІР2 - фосфатидилинозитол-4, 5-бифосфат
РІР - фосфатидилинозитол-4-монофосфат
Р0 - вероятность открытого состояния канала
ACM - атомно-силовая микроскопия
БЛМ - бислойные липидные мембраны

липидного бислоя и структур цитоскелета в механозависимую (стретч) активацию каналов в плазматической мембране.
В настоящее время неясна роль мембранных липидов, в частности холестерина в функционировании каналов, активирующихся при механической стимуляции клетки. Интерес к исследованиям роли холестерина в регуляции МЧ каналов связан, прежде всего, с тем, что холестерин (холестерол) является одним из основных липидных компонентов плазматической мембраны клеток млекопитающих. При этом известно, что динамические параметры липидного бислоя, зависят от состава и концентрации стеролов [Ивков, Берестовский, 1982; Needham, Nunn, 1990]. Традиционно присутствие стеролов в клеточных мембранах связывали, прежде всего, с их механическими свойствами. Таким образом, холестерин и его содержание в клетке, вероятно, может оказывать влияние на процессы клеточной механотрансдукции и функционирование МЧ ионных каналов посредством регуляции механических свойств липидного бислоя. Однако в настоящее время вопрос об участии холестерина в регуляции МЧ каналов в нативных клетках остается открытым [Morachevskaya et al., 2007].
При выяснении роли холестерина в процессах клеточной сигнализации необходимо учитывать новые представления, касающиеся участия липидов в организации клеточных мембран и жизнедеятельности клеток. Считается, что принципиальной особенностью структурно-функциональной организации плазматических мембран является латеральная гетерогенность бислоя, зависящая, в первую очередь, от липидного состава. Уровень мембранного холестерина имеет определяющее значение для структуры и целостности липидных микродоменов (рафтов), участков, характеризующихся более плотной упаковкой в пределах липидного бислоя, повышенным содержанием холестерина, сфинголипидов и специфическим набором белков.