Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Фибриллогенез - это развитие тонких фибрилл, обычно присутствующих в коллагеновых волокнах соединительной ткани . Оно происходит от греческого слова « фибрилло» (что означает «фибриллы» или относится к фибриллам) и « генезис» (создавать, процесс, посредством которого что-то создается).

Сборка коллагеновых фибрилл, фибриллогенез, по-видимому, представляет собой процесс самосборки, хотя есть много предположений о специфике механизма, посредством которого организм производит фибриллы коллагена. [1] В организме фибриллы коллагена состоят из нескольких типов коллагена, а также макромолекул. Коллаген I типа является наиболее распространенной структурной макромолекулой в теле позвоночного, а также представляет собой наиболее распространенный коллаген, обнаруженный в различных фибриллах коллагена [2]Существуют огромные различия в типах фибрилл коллагена, существующих в организме. Например, фибриллы внутри сухожилия различаются по ширине и сгруппированы в агрегаты, которые образуют пучки фибрилл, которые сопротивляются силам натяжения в пределах одного измерения. Точно так же фибриллы, которые образуют полупрозрачный стромальный матрикс роговицы, образуют ортогональные пласты и выдерживают силу тяги в двух измерениях. Предполагается, что эти две структурно разные фибриллы коллагена образованы из одних и тех же молекул, причем коллаген I типа является первичным коллагеном, обнаруженным в обеих структурах. [2]

Синтез [ править ]

Нет никаких конкретных доказательств или согласия о точных механизмах фибриллогенеза, однако многочисленные гипотезы, основанные на первичных исследованиях, выдвинули различные механизмы для рассмотрения. Фибриллогенез коллагена происходит в плазматической мембране во время эмбрионального развития. Коллаген в организме имеет температуру денатурации между 32-40 градусами Цельсия, физиологическая температура также находится в этом диапазоне и, таким образом, представляет собой серьезную проблему. [3]Неизвестно, как коллаген выживает в тканях, чтобы уступить место образованию фибрилл коллагена. Постулируемое решение проблемы денатурации заключается в том, что вновь образованный коллаген сохраняется в вакуолях. Вакуоли хранения также содержат молекулярные агрегаты, которые обеспечивают необходимую термическую стабильность, чтобы позволить фибриллогенезу происходить в организме. [3] В организме фибриллярные коллагены имеют более 50 известных партнеров по связыванию. [1] Клетка отвечает за множество партнеров по связыванию за счет локализации процесса фибриллогенеза на плазматической мембране, чтобы поддерживать контроль над тем, какие молекулы связываются друг с другом, и дополнительно обеспечивать как разнообразие фибрилл, так и совокупность определенных фибрилл коллагена в разных тканях. [1]Кадер, Хилл и Канти-Ларид опубликовали правдоподобный механизм образования коллагеновых фибрилл. Фибронектин, гликопротеин, который связывается с рецепторными белками, известными как интегрины в цитоскелете, является ключевым игроком в предполагаемом методе фибриллогенеза. Взаимодействие между фибронектином и рецептором интегрина вызывает конформационное изменение фибронектина. Дополнительные рецепторы связываются с фибронектином, вводя коллаген I типа, проколлаген I и коллаген V. Эти молекулы взаимодействуют с фибронектином, способствуя образованию фибрилл на поверхности клетки. [1]

Регламент [ править ]

Основываясь на исследованиях на мышах и исследованиях синдромов Элерса-Данлоса (EDS), которые характеризуются гипермобильностью суставов и высоким уровнем дряблости кожи, исследователь обнаружил, что уровни экспрессии тенасцина X коррелируют с количеством присутствующих фибрилл коллагена. У людей тенасцин X связан с EDS. В ходе своего исследования исследователи опровергли первоначальную гипотезу о том, что тенасцин X вмешивается в фибриллогенез коллагена, и предположили, что он действует скорее как регулятор фибриллогенеза коллагена. Данные показывают, что тенасцин является регулятором расстояния между фибриллами коллагена. Тесты in vitro дают доказательства того, что тенасцин X ускоряет образование фибрилл коллагена посредством аддитивного механизма, когда присутствует коллаген VI. [1] В лабораторных исследованиях было показано, что помимо тенасцина X несколько белков, гликоконъюгатов и малых молекул влияют не только на скорость фибриллогенеза коллагена, но и на структуру коллагеновых фибрилл, а также на их размер.

Тесты на мутность [ править ]

Фибриллогенез можно проанализировать с помощью тестов на мутность. [4] Мутность - это способ измерения мутности, непрозрачности или непрозрачности образца, а также может использоваться для проверки светорассеивающих свойств указанного образца. Тест на мутность фибриллогенеза начнется с образца тройных спиралей коллагена , который будет иметь низкий уровень мутности. После завершения фибриллогенеза тройные спирали образуют фибриллы . Образец фибрилл будет иметь высокий уровень мутности по сравнению с образцом тройных спиралей.. По мере того, как происходит фибриллогенез, со временем изменяются светорассеивающие свойства образца, которые можно измерить с помощью спектрофотометра . Длина волны, обычно используемая для измерения фибриллогенеза с помощью спектрофотометра, находится в диапазоне от 310 до 313 нм. Тесты на мутность, проведенные на тройных спиралях коллагена I типа , отображают сигмоидальную кривую на графике. [4] сигмовидной кривой делится на три фазы; лаг-фаза, фаза роста и фаза плато. [5]

Клиническое значение [ править ]

Лучшее понимание механизмов фибриллогенеза коллагена, а также понимание регуляторов этого процесса позволит лучше понять заболевания, которые влияют на формирование и сборку коллагеновых фибрилл, таких как синдромы Элерса-Данлоса (EDS). В более широком спектре понимание процессов, лежащих в основе фибриллогенеза, позволило бы добиться больших успехов в области регенеративной медицины. Более глубокое понимание приведет к потенциальному будущему, в котором органы и ткани, поврежденные в результате травмы, можно будет регенерировать, используя основу фибриллогенеза коллагена.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e Кадер, Карл (2008). «Фибриллогенез коллагена: фибронектин, интегрины и минорные коллагены как организаторы и нуклеаторы» . Текущее мнение в клеточной биологии . 20 (5–24): 495–501. DOI : 10.1016 / j.ceb.2008.06.008 . PMC  2577133 . PMID  18640274 .
  2. ^ а б Хансен, Уве; Питер Брукнер (июль 2003 г.). «Макромолекулярная специфичность фибриллогенеза коллагена» . Журнал биологической химии . 278 (39): 37352–37359. DOI : 10.1074 / jbc.M304325200 . PMID 12869566 . 
  3. ^ a b Trelstad, Роберт; Кимико Хаяси; Джером Гросс (19 июля 1976 г.). «Коллагеновый фибриллогенез: промежуточные агрегаты и надфибриллярный порядок» . Труды Национальной академии наук . 73 (11): 4027–4031. Bibcode : 1976PNAS ... 73.4027T . DOI : 10.1073 / pnas.73.11.4027 . PMC 431312 . PMID 1069288 .  
  4. ^ а б Хансен, Уве; Брукнер, Питер (26 сентября 2003 г.). «Макромолекулярная специфичность фибриллогенеза коллагена. ФИБРИЛЫ КОЛЛАГЕНОВ I И XI СОДЕРЖАТ ГЕТЕРОТИПИЧЕСКОЕ СПЛАВЛЕННОЕ ЯДРО И ОБОЛОЧКА КОЛЛАГЕНА I» . Журнал биологической химии . 278 (39): 37352–37359. DOI : 10.1074 / jbc.M304325200 . ISSN 0021-9258 . PMID 12869566 .  
  5. ^ Кадлер, Карл Э .; Холмс, Дэвид Ф .; Троттер, Джон А .; Чепмен, Джон А. (1996-05-15). «Образование фибрилл коллагена» . Биохимический журнал . 316 (1): 1–11. DOI : 10.1042 / bj3160001 . ISSN 0264-6021 . PMC 1217307 . PMID 8645190 .