Введение к работе
В эмбриональных и активно делящихся клетках позвоночных животных клеточный центр (центросома) является основным центром организации мнкротрубочек (ЦОМТ) (Sorokin, 1962; Lyser, 1968; Tilney, Goddard, 1970). В процессе дифференцировки клеток могут происходить функционально-морфологические перестройки центросомы и системы микротрубочек. При терминальной дифференцировке клеток в большинстве случаев центриоли сохраняются и выполняют роль ЦОМТ (обзоры Wheatley, 1982; Vorobjev, Nadezhdina, 1987); но, в отдельных случаях, они становятся базальными телами ресничек (Wolfe, 1972; Albrecht-Buehler, 1992) или инактивируются (Москвин-Тарханов, Онпщенко, 1978; Tucker et al., 1992). Наконец, в высокоспецнали-зированных клетках центросома может вообще исчезать (Przybylsky, 1971; Tassin et al., 1985; Tucker et al., 1986).
Особенностью клеток полярных эпителиев является налігчне в них системы продольных микротрубочек, нуклеация которых, возможно, не связана с центросомой. Так, дифференцировка волосковых клеток улитки уха мыши в онтогенезе сопровождается формированием многочисленных МТ, идущих вдоль длинной оси клетки от трех ЦОМТ, ассоциированных с плазматической мембраной. При этом, центриоли лежат в апикальной цитоплазме и не связаны с МТ (Tucker et al., 1992; Henderson et al., 1995). Эпидермальные клетки при морфогенезе крыла Drosophila вообще теряют центриоли (Tucker et al., 1986). На поляризованных клетках в культуре эпителия почки MDCK2 и кишки Сасо2 также показано, что МТ, идущие параллельно длинігой оси клетки, не связаны с клеточным центром (Bre, Karsenti, 1990; Gilbert et al., 1991).
Поэтому, представляется интересным проследить судьбу клеточного центра и ее взаимосвязь с сетью МТ при дифференцировке всасьшагощего эпителия в системе крипта-ворсинка тонкого кишечника. Эта система представляет собой высокоспециалнзированный дифферон, в котором постоянно происходит миграция клеток из крипты в вершину ворсинки, где они слущиваются. Время физиологической регенерации составляет 2-3 суток (Ferraris et al., 1992). Стволо-
вые, созревающие и терминально дифференцированные клетки в системе имеют строго определенную пространственную локализацию (Заварзин, 1967; Leblond, Cheng, 1976).
Еще Гейденгайн (Heidenhain, 1907) показал, что в энтероцитах центриоли располагаются в апикальной части, сравнительно далеко от ядра. Имеются этому и ультраструктурные подтверждения (Fawcett, 1966; Fath et al., 1994). Однако, детально судьба клеточного центра в дифференцирующихся энтероцитах до настоящего времени не была описана. В энтероцитах были описаны МТ, идущие параллельно длинной оси клетки, (Reaven, Reaven, 1977; Achler et al., 1989), однако, связь их с центросомой не изучалась.
Целью настоящей работы было изучить закономерности перестройки центросомы и ее связь с системой МТ при дифференцировке энтероцитов как внутри дифферона в кишечнике взрослого животного, так и в процессе гистогенеза кишки.
В работе были поставлены следующие задачи:
-
Изучить ультраструктуру центросомы клеток кишечного эпителия на самых ранних стадиях формирования кишечной трубки.
-
Описать изменения ультраструктуры центросомы и возможную перестройку системы МТ при дифференцировке энтероцитов у половозрелых особей, а также в процессе формирования системы крипта-ворсинка.
Показано, что центросома в клетках кишечного эпителия располагается в апикальной части цитоплазмы и топографически не связана с аппаратом Гольд-жи на всех стадиях формирования и роста тонкого кишечника.
Получены данные о закономерном поведении первичных ресничек в процессе онтогенеза. Они позволяют предполагать, что способность активной центриоли формировать первичную ресничку в кишечном эпителии находится под контролем со стороны ядра.
Показало, что в клетках кишечного эпителия на всех стадиях формирования и роста тонкого кишечника существуют две сети МТ: радиальная сеть МТ,
отходящих от центросомы; и периферическая сеть МТ, идущих параллельно длинной оси клетки. Периферическая сеть МТ при дифференцировке энтероци-тов не изменяется.
Показано, что в ходе терминальной дифференцпровки энтероцнтов в системе крипта-ворсинка происходит последовательная деградация клеточного центра, заканчивающаяся исчезновением радиальной системы МТ и элиминацией центрнолей. Выделено 5 типов организации центросомы, каждый из которых соответствует определенной стадии дифференцпровки клеток эпителия тонкой кишки в онтогенезе.
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ. Результаты работы уточняют и расширяют современные представления о структуре и функциях центросомы и ее роли в клетке. Полученные данные могут быть использованы в чтении курсов лекций по цитологии и гистологии.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертации докладывались на Всесоюзной конференции "Функциональная морфология клетки" (Санкт-Петербург, 1991), на Европейской конференции по клеточной биологии (Гейдельберг, 1995), па юбилейной конференции, посвященной 30-летию основания НИИ физико-химической билогии им. А.Н. Белозерского (Москва, 1995), а также на ряде семинаров в НИИ им. А.Н. Белозерского и в зарубежных университетах.