Введение к работе
Актуальность проблемы. Одной из важных прооблем сравнительной эндокринологии является изучение в филогенезе позвоночных рецепторов инсулина - звена, по современным представлениям играющего ключевую роль не только в трансдукции инсу-линового сигнала, но и в реализации всех разнообразных эффектов инсулина, как метаболических, так и митогенных (Olef-sky, 1990).
Рецепторы инсулина к настоящему времени изучены у представителей всех классов позвоночных, от круглоротих до млекопитающих. Исследование связывающих характеристик и субъединичной структуры рецептора позволило исследователям сделать заключение о высокой эволюционной консервативности инсулино-вого рецептора в ряду позвоночных (Лейбуш, 1983, 1989). В то зке время ряд вопросов, относящихся к эволюционной истории рецептора остаются неизучешшми. К таким проблемам в первую очередь относится вопрос об интернализации гормон-рецепторяых комплексов и их внутриклеточном процессинге у низших позвоночных.
Как известно, связывание инсулина с рецептором непосредственно инициирует два ряда событий: активации тирозинкиназы рецептора и интернализацию инсулин-рецепторных комплексов. Первое открывает путь для каскада реакций фосфорилирования-дефосфорилирования, которым приписывается важная роль в механизме передачи инсулинового сигнала; второе обеспечивает терминацию сигнала за счет удаления активированных рецепторов с клеточной поверхности и доставки инсулина к местам его внутриклеточной деградации.
В отличие от высших позвоночных, в клетках которых рецептор-опосредованный эндоцитоз рецепторов и связанные с ним клеточные феномены изучены достаточно подробно, исследованию этой проблемы для низших позвоночных посвящены только отдельные публикации. Между тем вопрос этот актуален. Прежде всего, эндоцитоз рецепторов относится к температурозависимым процессам. В клетках млекопитающих скорость эндоцитоза максимальна при 37С, уменьшается с понижением температуры, а при темпе-
ратуре ниже 15-20с процесс полностью останавливается. В то же время многие низшие позвоночные живут при температуре ниже указанных. Логично предположить, что это обстоятельство накладывает некоторые ограничения на события, происходящие в клетках холоднокровных животных непосредственно после связывания инсулина.
Другим обстоятельством является своеобразие биологии ряда низших позвоночных. Для жизненного цикла некоторых из них (проходные рыбы, миноги) характерен длительный период полного голодания, сопряженный с перестройкой их клеточного метаболизма. Вопрос о влиянии этого фактора на внутриклеточный про-цессинг инсулин-рецепторных комплексов совершенно не изучен.
Еще одним фактором, придающим актуальность указанным проблемам является неопределенность результатов исследования у некоторых рыб и миног феномена даун-регуляции инсулиновых рецепторов in vivo (Лейбуш и др., 1987, Ablett et.al., 1983, Plisetskaya, Gutierrez, 1991). Известно, что инсулин-идуцируемая даун-регуляция, проявляющаяся в снижении уровня рецепторного связывания при повышении концентрации гормона в крови, также имеет в основе стимуляцию инсулином эндоцитоза рецепторов.
В связи со всем сказанным выше, целью и задачами данного исследования являются: I) изучить на изолированных гепатоцитах миноги и лягушки при нормальной для этих видов температуре интернализацию [125-1]-инсулина; 2) исследовать судьбу ин-тернализованного [125-1]-инсулина в этих клетках; 3) выявить и охарактеризовать феномен даун-регуляции инсулиновых рецепторов в клетках низших позвоночных, а также исследовать его механизмы.
Научная новизна работы. Впервые исследована интернализа-ция [125-1]-инсулина в изолированных клетках холоднокровных позвоночных. Показана возможность процесса при температурах нормальной жизнедеятельности видов, определены его концентрационные и температурные зависимости. Впервые изучены пути внутриклеточного процессинга интернализованного С125-1]-инсулина в гепатоцитах миноги и лягушки и показано различие этих
путей в условиях разной биологии видов. Впервые показана воз можность даун-регуляции инсулиновых рецепторов в гепатоцитах при преинкубации клеток с физиологическими концентрациями гормона и при физиологических температурах. Впервые проведено разделение инсулиновых рецепторов в гепатоцитах низших позвоночных на поверхностные и внутриклеточные и исследовано влияние гормона на соотношение между обоими рецепторними пулами.
Апробация работы проходила на заседании секции молекулярных основ эволюции ИЭФиБ им. И.М.Сеченова. Материалы диссертации докладывались на XVI конференции Европейского общества сравнительных эндокринологов (Падуя, Италия, 1992) и на межлабораторном семинаре в Институте цитологии РАН.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы.
Объем и структура диссертации. Работа изложена на {30 страницах машинописного текста; состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов и их обсуждения, выводов, списка литературы (#/2 рисунками и 3 таблицами.
