ГлавнаяИнтернет-ресурсыРусскийАнглийскийФорум

Home 
Биология опухолей 
Раковые стволовые клетки 
Опухолевый ангиогенез 
Опухоли кожи 
Рак молочной железы 
Опухоли головного мозга 
Рак легких 
Рак желудка 
Опухоли печени 
Опухоли поджелудочной железы 
Рак простаты 
Саркомы 
Осложнения канцера 
Web-ресурсы 
Словарь терминов 

АССИМЕТРИЧНОЕ ДЕЛЕНИЕ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК

Асимметричное деление стволовой клетки - наиболее фундаментальное требование для развития многоклеточных организмов. Клетки, составляющие последний, происходят из единичной клетки, зиготы. Зигота развивается в многоклеточный организм через серию асимметричных делений клеток. Не удивительно, что механизм для асимметричного деления клеток хорошо сохранен в эволюционном развитии.

Асимметричные деления взрослых стволовых клеток недавно стали фокусом внимания многих исследователей. Стволовые клетки продолжают делиться всю жизнь организма, самообнавляя их собственная идентичность так же как восполняя вновь запас дифференцированных клеток. У многих взрослых стволовых клеток есть потенциал для деления асимметрично, давая начало одной стволовой клетке и одной дифференцирующейся клетке, сохраняя обе популяции в правильном соотношении. Асимметричные деления клеток также наблюдаются во время развития, где единичная клетка может делиться для формирования двух клеточных типов, A и B, один из которых в свою очередь делится, давая начало клеточным типам C и D, а другой E и F. По сравнению со сложностью эмбрионального развития асимметричные деления взрослых стволовых клеток, возможно, не кажутся сложным, поскольку каждое деление продуцирует одну и ту же пару (одна стволовая клетка и одна дифференцирующаяся клетка). Асимметричное деление стволовой клетки - важная проблема в биологии стволовой клетки, потому что дисбалланс в стволовой и дифференцированной клеточных популяциях могут вести к патологии, включая туморогенез и тканевую дегенерацию. Дисфункция стволовых клеток, видимо, вызывает прогрессию многих болезней из-за фундаментальных вкладов стволовых клеток в тканевой гомеостаз. Излишек самообнавления стволовых клеток может реультировать в туморогенез, тогда как излишек дифференцирования может вести к тканевой дегенерации из-за истощения популяции стволовых клеток. Действительно, убедительное свидетельство предполагает, что нарушение в программах спецификации и/или дифференцировании стволовой клетки приводит к туморогенезу и тканевому старению. Однако, есть небольшое прямое свидетельство, что нарушение в асимметричном делении стволовой клетки приводит к болезни.

Механизмы асимметричного деления стволовой клетки

Есть две главных стратегии для асимметричного деления клеток; один контролируется асимметричной сегрегацией детерминант судьбы в две дочерних клетки ("cell-intrinsic"), другое контролируется асимметричным размещением этих двух дочерних клеток в различные микросреды ("cell-extrinsic"). Эти две стратегии могут комбинироваться или функционировать независимо.

Асимметричное деление стволовой клетки контролируется присущимими детерминантами судьбы

Наиболее интенсивно изученный пример асимметричного деления стволовой клетки клеточно-внутренними (cell-intrinsic) механизмами - Drosophila нейробласт, где два набора детерминант судьбы различно сегрегируют в эти две дочерних клетки. Drosophila нейробласты делятся асимметрично вдоль апикально-базальной оси. Главные детерминанты судьбы, такие как Numb, Miranda и Prospero, формируют базальную серповидность (или базальный комплекс) и сегрегируют в дочернюю клетку, названную материнской клеткой ганглия, которая делится только еще раз и затем окончательно дифференцируется. Апикальная серповидность (или апикальный комплекс) формируют противоположную сторону базального комплекса в делящихся нейробластах и остаются с нейробластом. Апикальный комплекс содержит эволюционно консервативный комплекс полярности, включая aPKC, Par6 и Baz (Par3) и другие протеины, такие как Insecutable и Pins. Апикальный комплекс контролирует формирование и положение базального комплекса и также функционирует для ориентации митотического веретена вдоль апикально-базальной оси, гарантируя, что детерминанты судьбы разделятся асимметрично в эти две дочерние клетки. Комплекс клеточной полярности, aPKC-Par6-Par3, видимо, эволюционно сохранен и играет необходимую роль в установлении клеточной полярности не только в асимметрично делящихся клетках, но также и в симметричном делении поляризованных клеток, таких как эпителиальные клетки. Таким образом, вероятно, что первичная роль aPKC-Par6-Par3 комплекса должна заключается в установлении клеточной полярности, и эта полярность так или иначе интерпретируется последующим путем для определения асимметричного и симметричного деления. Примеры aPKC-Par6-Par3 в клеточной полярности включают ранние эмбрионы C. elegans, Drosophila формирование овоцита, и эпителиальную полярность Drosophila и млекопитающих.

Асимметричное деление стволовой клетки контролируется внешними детерминанты судьбы

Drosophila мужские и женские стволовые клетки герминативной линии (ГСК) обеспечивают примеры асимметричного деления стволовой клетки, которым управляют внешние детерминанты судьбы. ГСК находятся в микросреде, которая определяет идентичность стволовой клетки, и названа нишей стволовых клеток. Ниша обеспечивает необходимые сигналы для поддержания идентичности стволовой клетки и таким образом может ограничивать экспансию популяции стволовых клеток.

Соматические клетки, названные cap клетками (шляпки) и клетками концевой нити, составляют нишу женских ГСК и секретируют сигнальный лиганд, dpp, который в свою очередь активирует TGF сигналинг в ГСК для поддержани идентичности стволовой клетки (Рисунок 1A). Главная функция TGF сигналингга в поддержании ГСК – репрессия Bam, мастер-регулятор дифференцирования. В дополнение к клеткам шляпки и клеткам концевой нити, женские ГСК окружены эскортными стволовыми клетками (ЭСК), которые обеспечивают важные сигналы для контроля поведения ГСК. ЭСК контролирует сигнальный путь JAK-STAT, гиперактивация которого приводит к ЭСК и гиперпролиферации ГСК. ЭСК - стволовые клетки, генерирующие эскортные клетки, которые инкапсулируют дифференцирующиеся герминативные клетки, по-видимому обеспечивая необходимые сигналы для дифференцирования.

Рисунок 1. Сигналинг в нише стволовых клеток. Drosophila женские (A) и мужские (B) стволовые клетки герминативной линии и их ниша. Terminal filament/cap клетки (женские) и hub клетки (мужские) посылают сигналы, необходимые для идентичности ГСК. Эскортные стволовые клетки (ЭСК, женские) и прогениторные клетки цисты (ПКЦ, мужские) также обеспечивают окружение, которое поддерживает идентичность ГСК

 

Ссылки:

 

 

Link

comments powered by Disqus

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стволовые клетки 
Асимметричное деление СК 
Сигнальные пути раковых СК 
Идентификация предполагаемых РСК 
Клеточно-поверхностные маркеры РСК 
In vitro анализ РСК 
Меланомные стволовые клетки 
РСК кишечника 
Метастазирование РСК 
Резистентность РСК 
Таргетинг раковых стволовых клеток 
WNT сигналинг 
Musashi 
Hedgehog сигналинг 
Notch сигналинг 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


Copyright (c) 2013 Konstantin Korchagin. All rights reserved.

k-korchagin@mail.ru