Формирование структуры и планарной полярности эмбрионального ресничного эпителия шпорцевой лягушки

• Автор: Евстифеева, Алёна Юрьевна
• Шифр специальности: 03.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 97 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Механическое напряжение как важный морфогенетический фактор

1.1.1. Источники механических напряжений в тканях зародыша и механизмы их передачи на расстояние и внутрь клетки

1.1.2. На что могут влиять механические напряжения

1.1.3. Реакция участков эмбриональных тканей амфибий на механическое растяжение и релаксацию

1.2. Структура биологических тканей

1.2.1. Биологический смысл клеточной мозаики

1.2.2. Механизмы, определяющие структуру ткани
1.3. Планарная полярность биологических тканей
1.3.1. Что такое планарная полярность, её функции и примеры
1.3.2. Молекулярные механизмы планарной полярности, действующие на
локальном уровне
1.3.3. Механизмы планарной полярности, действующие на глобальном уровне
1.4. Эмбриональный ресничный эпителий ХЕгмориз ьаеу
1.4.1. Строение и развитие ресничного эпителия
1.4.2. Механизмы, задающие регулярный паттерн расположения ресничных клеток
1.4.3. Цилиогенез
1.4.4. Механизмы установления планарной полярности ресничного эпителия
2. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ
3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
3.1. Материалы
3.1.1. Реактивы
3.1.2. Лабораторное оборудование
3.1.3. Лабораторные животные
3.1.4. Буферы и растворы
3.1.5. Фиксаторы
3.2. Методы
3.2.1. Получение и инкубация зигот
3.2.2. Микрохирургические операции
3.2.3. Составление карт потоков окружающей жидкости, создаваемых РК, и их анализ
3.2.4. Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ)
3.2.5. Вычисление степени растяжения сэндвичей
3.2.6. Обработка изображений, полученных с помощью СЭМ

3.2.7. Алгоритм поиска рядов из PK
4. РЕЗУЛЬТАТЫ
4.1. Структура ресничного эпителия
4.2. Планарная полярность ресничного эпителия
5. ОБСУЖДЕНИЕ
5.1. Структура ресничного эпителия
5.2. Планарная полярность в эксплантатах крыши бластоцеля
5.3. Влияние механического растяжения и релаксации на планарную полярность ресничного ЭПИТЕЛИЯ
5.4. Возможная роль натяжений на поверхности интактных зародышей в ориентации оси планарной полярости ресничного эпителия
6. ВЫВОДЫ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение
Биологические ткани - это не просто набор определённых клеток, механически связанных между собой. Ткани развивающихся зародышей характеризуются определённой топологией (Isaeva et al. 2012). Клетки в тканях организованы в клеточные ансамбли (гистионы), являющиеся структурной единицей ткани (Савостьянов, 2005). Таким образом, ткани, как и многие биологические структуры более высоких уровней организации, имеют модульное строение. Как следствие, клетки в тканях образуют регулярные клеточные упаковки (клеточные мозаики).
Изучение топологии тканей и факторов, влияющих н клеточную мозаику, может быть важным для медицины и тканевой инженерии, задачей которой является управление развитием ткани. Следует отметить, что в настоящее время патологические процессы в тканях исследуются преимущественно на молекулярном уровне. Между тем, в основе патологических процессов в эпителиях могут лежать перестройки в их структуре1 (Савостьянов, 2005).
Биологические ткани не только представляют собой регулярную решётку из клеток, но и обладают также и полярностью. Эпителиальные ткани обладают ярко выраженной апикобазальной полярностью, вследствие выполняемой ими барьерной функции. Помимо этого, клетки в тканях полярны вдоль поверхности пласта. Это называется планарной полярностью (ПП). Она проявляется как на уровне отдельных клеток, так и на уровне многоклеточных структур. Примерами планарно полярных тканей и структур могут служить сенсорный эпителий в улитке уха, моноцилиарный эпителий гензеновского узелка, фасетчатый глаз и крыло дрозофилы, волосяной покров мыши.
Исследования последних лет показали, что признаки ПП присущи многим типам клеток. Она необходима для нормального морфогенеза многочисленных структур от крошечных волосков до целых организмов. Поэтому понимание
1 Мы считаем термин «клеточная мозаика» синонимом словосочетания «структура ткани». Под структурой ткани мы будем понимать особенности взаимного расположения относительно друг друга разных типов клеток в ткани и их численные соотношения.

Репрессия ортолога dsh или Vangl2 предотвращает выравнивание ПП базальных телец в клетках и ПП клеток относительно их соседей (Park et al., 2008; Mitchell et al., 2009). Сходные эффекты возникают при оверэкспрессии Vangl2 и Fz3 (Mitchell et al., 2009).
Цилиарные клетки, стрелки показывают полярность
яя Трансплантат с малым количеством Vangl2 или оверэкспресиирующий Fz-
Клетки дикого типа ф Трансплантат, оверэкспреесирующий Vangl
Рисунок 8. Неавтономный эффект белков РСР на ориентацию ресничек в мультицилиарных клетках X. laevis (по Werner and Mitchell, 2012). Пояснения в тексте.
Dvl находится ниже по сигнальному пути относительно Fz и участвует в интерпретации сигналов ПП и координации перестройки цитоскелета. Он расположен асимметрично на базальных тельцах цилий. Оверэкспрессия дефектного доминант-негативного Dvl нарушает ротационную полярность5. Таким образом, Vangl2 и Fz-3 определяют полярность на тканевом уровне, а Dvl интерпретирует их сигналы, обеспечивая внутриклеточную организацию (Mitchell et al., 2009; Park et al., 2008).
Как Dvl интерпретирует эти сигналы и переводит их в клеточную организацию - не полностью ясно. Было показано, что он взаимодействует с белком инверсином (Invs), который предположительно является молекулярным переключателем между каноническим и неканоническим (к нему относят РСР путь) Wnt путями (Simons et al., 2005). При анализе нецилиарных клеток было показано, что Invs способствует колокализации Dvl с Fz на клеточной мембране (Lienkamp et al., 2010). Одно из предположений заключается в том, что взаимодействия Invs и Dvl
5 Ротационная полярность проявляется в однонаправленном биении всех ресничек в пределах одной клетки.