Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Мезенхимальный-эпителиальный переход ( МЕТЫ ) является обратимым биологическим процессом , который включает в себя переход от подвижны, многополюсных или веретенообразных клеток мезенхимы в планарные массивы поляризованных клеток , называемых эпителием . МЕТ является обратным процессом эпителиально-мезенхимального перехода (ЭМП), и было показано, что он происходит при нормальном развитии, индуцированном репрограммировании плюрипотентных стволовых клеток , [1] метастазировании рака [2] и заживлении ран. [3]

Введение [ править ]

В отличие от эпителиальных клеток, которые являются стационарными и характеризуются апико-базальной полярностью со связыванием базальной пластинкой , плотными соединениями , щелевыми соединениями , адгезивными соединениями и экспрессией маркеров межклеточной адгезии, таких как E-кадгерин , [4] мезенхимные клетки действительно не вступают в контакт между зрелыми клетками, могут проникать через внеклеточный матрикс и экспрессировать такие маркеры, как виментин , фибронектин , N-кадгерин , Twist и Snail . [4]MET также играет важную роль в метаболическом переключении и эпигенетических модификациях . В общем, гены, ассоциированные с эпителием, активируются, а гены, ассоциированные с мезенхимой , подавляются в процессе MET. [5]

В разработке [ править ]

EMT: эпителиально-мезенхимальный переход; MET: мезенхимально-эпителиальный переход

Во время эмбриогенеза и раннего развития клетки переключаются между разными клеточными фенотипами посредством MET и его обратного процесса, эпителиально-мезенхимального перехода (EMT). Развивающие МЕТ были изучены наиболее широко в эмбриогенезе во сомитогенезе [6] и нефрогенезе [7] и канцерогенезе во время метастазирования , [8] , но это также происходит в кардиогенезе [9] или передней кишка развития. [10] МЕТ является важным процессом в эмбриогенезе для сбора мезенхимальных клеток в сплоченные структуры.[1] Хотя механизм MET во время морфогенеза различных органов весьма схож, каждый процесс имеет уникальный сигнальный путь, вызывающий изменения в профилях экспрессии генов.

Нефрогенез [ править ]

Одним из примеров этого, наиболее хорошо описанного из онтогенетических МЕТов, является онтогенез почек . Почки млекопитающих в основном образованы двумя ранними структурами: зачатком мочеточника и нефрогенной мезенхимой, которые образуют собирательный проток и нефроны соответственно (см. Развитие почек для более подробной информации). В онтогенезе почек происходит реципрокная индукция эпителия зачатка мочеточника и нефрогенной мезенхимы. По мере того, как зачаток мочеточника вырастает из протока Вольфа, нефрогенная мезенхима вызывает ветвление зачатка мочеточника. Одновременно зачаток мочеточника вызывает конденсацию нефрогенной мезенхимы вокруг зачатка и превращение его в почечный эпителий, который в конечном итоге формирует нефрон . [7] Факторы роста, интегрины , молекулы клеточной адгезии и протоонкогены , такие как c-ret , c-ros и c-met , опосредуют реципрокную индукцию в метанефронах и, как следствие, MET. [11]

Сомитогенез [ править ]

Другой пример развития MET происходит во время сомитогенеза . Сомиты позвоночных, предшественники осевых костей и скелетных мышц туловища, образуются в результате созревания пресомитной мезодермы (PSM). PSM, который состоит из мезенхимальных клеток, подвергается сегментации за счет очерчивания границ сомитов (см. Сомитогенез для более подробной информации). Каждый сомит инкапсулирован эпителием, ранее являвшимся мезенхимальными клетками, подвергшимися МЭТ. Две ГТФазы семейства Rho - Cdc42 и Rac1 - а также фактор транскрипции Paraxis необходимы для соматического МЕТ кур. [12]

Кардиогенез [ править ]

Развитие сердца участвует в нескольких раундах ЕМТ и МЕТ. В то время как развивающиеся спланхноплевры подвергаются EMT и продуцируют эндотелиальные предшественники, которые затем формируют эндокард посредством MET. Перикард образован мезенхимальными клетками венозного синуса, которые подвергаются МЭП. [1] Совершенно аналогичные процессы происходят и при регенерации в поврежденном сердце. Поврежденный перикард подвергается ЭМП и превращается в адипоциты или миофибробласты, которые вызывают аритмию.и шрамы. МЕТ, чем приводит к образованию сосудистых и эпителиальных предшественников, которые могут дифференцироваться в васкулогенные клетки, что приводит к регенерации сердечного повреждения. [9]

Гепатогенез [ править ]

[13]

В раке [ править ]

EMT / MET процесс при метастазировании

Хотя относительно мало известно о роли MET при раке по сравнению с обширными исследованиями EMT при метастазировании опухолей , предполагается, что MET участвует в создании и стабилизации отдаленных метастазов, позволяя раковым клеткам восстанавливать эпителиальные свойства и интегрироваться в отдаленные органы . Между этими двумя состояниями клетки находятся в «промежуточном состоянии» или так называемой частичной ЭМП. [8]

В последние годы исследователи начали изучать МЕТ как одну из многих потенциальных терапевтических мишеней для предотвращения метастазов. [14] Этот подход к предотвращению метастазирования известен как дифференцированная терапия или дифференцировочная терапия, и его можно использовать для разработки новых терапевтических стратегий противораковых заболеваний. [1]

В перепрограммировании iPS-клеток [ править ]

Чтобы соматические клетки могли перепрограммироваться в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS-клетки), должен иметь место ряд различных клеточных процессов . Репрограммирование iPS-клеток, также известное как репрограммирование соматических клеток, может быть достигнуто за счет эктопической экспрессии Oct4 , Klf4 , Sox2 и c-Myc (OKSM). [15] После индукции фибробласты мыши должны пройти через МЕТ, чтобы успешно начать фазу инициации репрограммирования. Связанные с эпителием гены, такие как E-кадгерин / Cdh1 , Cldns -3, -4, -7, -11, окклюдин (Ocln), молекула адгезии эпителиальных клеток (Epcam) и гомолог 3 Crumbs.(Crb3) были активированы до включения Nanog , ключевого фактора транскрипции в поддержании плюрипотентности . Кроме того, мезенхимальные гены, такие как Snail, Slug, Zeb -1, -2 и N-кадгерин, подавлялись в течение первых 5 дней после индукции OKSM. [16] Добавление экзогенного TGF-β1 , который блокирует MET, значительно снижает эффективность репрограммирования iPS. [17] Все эти открытия согласуются с предыдущими наблюдениями, что эмбриональные стволовые клетки напоминают эпителиальные клетки и экспрессируют E-cadherin. [18]

Недавние исследования показали, что эктопическая экспрессия Klf4 при репрограммировании iPS-клеток может быть специфически ответственна за индукцию экспрессии E-cadherin путем связывания с промоторными областями и первым интроном CDH1 (ген, кодирующий E-cadherin). [17]

См. Также [ править ]

  • Эпителиально-мезенхимальный переход

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d Pei D, Shu X, Gassama-Diagne A, Thiery JP (январь 2019). «Мезенхимально-эпителиальный переход в развитии и перепрограммировании». Природа клеточной биологии . 21 (1): 44–53. DOI : 10.1038 / s41556-018-0195-Z . PMID  30602762 .
  2. ^ Пастушенко I, Brisebarre A, Sifrim A, Fioramonti M, Revenco T, Boumahdi S и др. (Апрель 2018 г.). «Выявление переходных состояний опухоли при ЭМП». Природа . 556 (7702): 463–468. Bibcode : 2018Natur.556..463P . DOI : 10.1038 / s41586-018-0040-3 . PMID 29670281 . 
  3. ^ Kalluri R (июнь 2009). «EMT: когда эпителиальные клетки принимают решение стать мезенхимальными клетками» . Журнал клинических исследований . 119 (6): 1417–9. DOI : 10.1172 / JCI39675 . PMC 2689122 . PMID 19487817 .  
  4. ^ а б Дас V, Бхаттачарья С., Чиккапуттайя С., Хазра С., Пал М. (февраль 2019 г.). «Основы эпителиально-мезенхимального перехода (EMT): исследование со структурой, динамикой и функциональной перспективой». Журнал клеточной физиологии . 234 (9): 14535–14555. DOI : 10.1002 / jcp.28160 . PMID 30723913 . 
  5. ^ Owusu-Akyaw А, Кришнамурти К, Голдсмит LT, Морелли СС (январь 2019). «Роль мезенхимально-эпителиального перехода в функции эндометрия» . Обновление репродукции человека . 25 (1): 114–133. DOI : 10.1093 / humupd / dmy035 . PMID 30407544 . 
  6. ^ Хамиди С, Накая Й, Нагаи Х, Алев С, Шибата Т, Шэн Дж (апрель 2019). «Биомеханическая регуляция ЭМП и морфогенеза эпителия в эпибласте амниот». Физическая биология . 16 (4): 041002. Bibcode : 2019PhBio..16d1002H . DOI : 10,1088 / 1478-3975 / ab1048 . PMID 30875695 . 
  7. ^ a b Holmquist Mengelbier L, Lindell-Munther S, Yasui H, Jansson C, Esfandyari J, Karlsson J, et al. (Январь 2019). «Белки гомеобокса ирокезов IRX3 и IRX5 играют разные роли в развитии опухоли Вильмса и нефрогенезе человека» . Журнал патологии . 247 (1): 86–98. DOI : 10.1002 / path.5171 . PMC 6588170 . PMID 30246301 .  
  8. ^ а б Ляо Т.Т., Ян М.Х. (июль 2017 г.). «Пересмотр эпителиально-мезенхимального перехода при метастазировании рака: связь между пластичностью эпителия и стволовостью» . Молекулярная онкология . 11 (7): 792–804. DOI : 10.1002 / 1878-0261.12096 . PMC 5496497 . PMID 28649800 .  
  9. ^ a b Небигил CG, Дезобри Л. (май 2019 г.). «Роль передачи сигналов GPCR в сердечной эпителиальной трансформации мезенхимы (EMT)». Тенденции сердечно-сосудистой медицины . 29 (4): 200–204. DOI : 10.1016 / j.tcm.2018.08.007 . PMID 30172578 . 
  10. ^ Му Т, Сюй Л, Чжун И, Лю Х, Чжао З, Хуанг С и др. (30 июля 2019 г.). «Характеристика возникновения печени и желчного пузыря из эмбриональной энтодермы через одноклеточную РНК-Seq» . DOI : 10.1101 / 718775 . Cite journal requires |journal= (help)
  11. ^ Horster MF, Braun GS, Huber SM (октябрь 1999). «Эмбриональный почечный эпителий: индукция, нефрогенез и дифференцировка клеток». Физиологические обзоры . 79 (4): 1157–91. DOI : 10.1152 / Physrev.1999.79.4.1157 . PMID 10508232 . 
  12. ^ Nakaya Y, Курода S, Katagiri YT, Kaibuchi K, Takahashi Y (сентябрь 2004). «Мезенхимально-эпителиальный переход во время сегментации сомитов регулируется различными ролями Cdc42 и Rac1» . Клетка развития . 7 (3): 425–38. DOI : 10.1016 / j.devcel.2004.08.003 . PMID 15363416 . 
  13. ↑ Ли Б., Чжэн Ю.В., Сано Ю., Танигучи Н. (февраль 2011 г.). Абдельхай Э (ред.). «Доказательства мезенхимно-эпителиального перехода, связанного с дифференцировкой стволовых клеток печени мышей» . PLOS One . 6 (2): e17092. Bibcode : 2011PLoSO ... 617092L . DOI : 10.1371 / journal.pone.0017092 . PMC 3037942 . PMID 21347296 .  
  14. ^ Pattabiraman ДР, Bierie В, Кобере К.И., Тира Р, Кралль JA, Зиллы С. и др. (Март 2016 г.). «Активация PKA приводит к переходу от мезенхимы к эпителию и потере способности инициировать опухоль» . Наука . 351 (6277): aad3680. DOI : 10.1126 / science.aad3680 . PMC 5131720 . PMID 26941323 .  
  15. Перейти ↑ Takahashi K, Yamanaka S (август 2006 г.). «Индукция плюрипотентных стволовых клеток из эмбриональных и взрослых культур фибробластов мыши с помощью определенных факторов». Cell . 126 (4): 663–76. DOI : 10.1016 / j.cell.2006.07.024 . hdl : 2433/159777 . PMID 16904174 . 
  16. ^ Samavarchi-Tehrani P, Golipour A, Дэвид L, Sung HK, Бейер Т. А., Ученики Галилея и др. (Июль 2010 г.). «Функциональная геномика выявляет управляемый BMP мезенхимально-эпителиальный переход в инициации репрограммирования соматических клеток». Стволовая клетка . 7 (1): 64–77. DOI : 10.1016 / j.stem.2010.04.015 . PMID 20621051 . 
  17. ^ а б Ли Р, Лян Дж., Ни С, Чжоу Т., Цин Х, Ли Х и др. (Июль 2010 г.). «Переход от мезенхимы к эпителию инициируется и необходим для ядерного репрограммирования фибробластов мыши». Стволовая клетка . 7 (1): 51–63. DOI : 10.1016 / j.stem.2010.04.014 . PMID 20621050 . 
  18. ^ Baum B, Settleman J, Вос MP (июнь 2008). «Переходы между эпителиальным и мезенхимальным состояниями в процессе развития и болезни». Семинары по клеточной биологии и биологии развития . 19 (3): 294–308. DOI : 10.1016 / j.semcdb.2008.02.001 . PMID 18343170 .