Podosomes конические, актина -Rich конструкции найдены на наружной поверхности плазматической мембраны из клеток животных . [1] Их размер колеблется от 0,5 до 2,0 мкм в диаметре. Эти уникальные структуры, обычно расположенные на периферии клеточной мембраны, демонстрируют поляризованный характер распределения в мигрирующих клетках, располагаясь на передней границе между ламеллиподиумом и пластинкой . [2] Их основная цель связана с клеточной подвижностью и инвазией; следовательно, они служат как сайтами прикрепления, так и деградации внеклеточного матрикса.. Многие различные специализированные клетки демонстрируют эти динамические структуры, такие как инвазивные раковые клетки, остеокласты , гладкомышечные клетки сосудов , эндотелиальные клетки и определенные иммунные клетки, такие как макрофаги и дендритные клетки . [3]
Подосома | |
---|---|
Подробности | |
Идентификаторы | |
латинский | Подосома |
MeSH | D000069261 |
TH | H1.00.01.1.02034 |
Анатомическая терминология [ редактировать в Викиданных ] |
Характеристики
Подосома состоит из ядра, богатого актином, окруженного белками адгезии и каркаса. В актиновых филаментах в пределах этих структур строго регулируется многими актиновых структурообразователями, активаторы полимеризации, актином связывания и сшивающих белки, киназы , малый GTPases и каркасные белки; следовательно, полный оборот актина происходит за секунды. [4] Чтобы отличить подосомы от других типов клеточных адгезий, белок Tks5 и WASP ( белок синдрома Вискотта-Олдрича ) используются в качестве маркеров наряду с актином , кортактином и комплексом Arp2 / 3 для локализации и изоляции этих выступов, поскольку Tks5 и WASP являются уникальна для подосомы по сравнению с другими клеточными структурами на основе актина. [5] [ неудачная проверка ]
По своей внешней структуре подосомы демонстрируют две отличительные особенности: актиновое ядро и кольцевой комплекс. Внутри ядра находятся координаторы зарождения актина . В частности, комплекс Arp2 / 3 и WASP, когда они находятся рядом с плазматической мембраной, или кортактин, когда они находятся дальше, составляют эту группу белков. Радиально от плотного ядра актина исходят актиновые филаменты, достигающие плазматической мембраны и между соседними подосомами. [6]
В кольцевом комплексе интегрины и ассоциированные с интегрином белки служат для соединения цитоскелета с интегринами клеточной поверхности, формируя выступающий наружу. [7] Первоначальные исследования показали, что надстройка подосом имела цилиндрическую форму, но новые достижения в методах биовизуализации изменили это восприятие и показали, что кольцевой комплекс имеет многоугольную форму. Эти открытия стали возможными благодаря применению аналитики байесовского моргания и отбеливания к данным, полученным с помощью стандартной широкоугольной микроскопии с использованием клеток, которые экспрессировали флуоресцентно меченые белки, специфичные для кольцевого комплекса подосомы. [8]
Обычно размер подосомы составляет от 0,5 до 2,0 мкм в диаметре и глубине. Продолжительность жизни структуры составляет всего несколько минут, что намного меньше, чем наблюдается у инвадоподий. [9] [10]
Функция
Считается, что подосомы тесно связаны с подвижностью клеток в тканевом микроокружении через координацию деградации внеклеточного матрикса с движением клеток. Миграция клеток важна для правильного эмбрионального развития и, в зрелом возрасте, для заживления ран и воспалительной реакции . [11] Примеры такого поведения подвижных клеток включают: трансэндотелиальную миграцию дендритных клеток, миграцию эндотелиальных клеток аорты для ремоделирования артериальных сосудов и инфильтрацию ткани макрофагами. Аберрации в миграции клеток лежат в основе патологий, связанных с развитием, сосудистой сетью и иммунитетом. Следовательно, подосомы присутствуют в типах клеток, связанных с ремоделированием тканей и иммунной системой. [12] [13]
Пациенты, страдающие синдромом Вискотта-Олдрича, демонстрируют через свои иммунные клетки постоянные доказательства роли подосом в подвижности клеток. У этих пациентов нет полностью сформированного WASP, который, как было показано в предыдущих исследованиях, локализуется в подосомах и является неотъемлемой частью их образования. [14] Дендритные клетки и макрофаги иммунной системы этих пациентов не проявляют подосомных образований и демонстрируют дефекты клеточного движения в тканевом микроокружении. [15] Некоторые исследователи подозревают, что подосомы могут быть вовлечены в миграцию клеток нервного гребня. Пациенты с синдромом Франк-тер-Хаара, как известно, являются мутантами по специфическому для подосом белка Tks4 и демонстрируют дефекты миграции клеток нервного гребня . [16]
В дополнение к известным функциям подосом, исследования показывают, что эти динамические структуры также обладают механосенсорными свойствами. [17] На начальное образование подосом, по-видимому, влияет структура и состав нижележащего субстрата, включая присутствие и распределение определенных лигандов . [18] Различные рецепторы интегрина контролируют механические свойства клеточного микроокружения и могут влиять и инициировать формирование подосомы. После полного формирования целостность субстрата матрикса определяет продолжительность жизни подосомы с повышенной жесткостью, что приводит к большей выносливости и более близкому расстоянию между участками подосомы. [19]
Некоторые исследования указывают на предполагаемую роль подосом даже в регуляции функции стволовых клеток костного мозга. Было показано, что подосомы широко присутствуют in vitro на мезодермальных клетках-предшественниках (MPC), клетках, способных дифференцироваться в мезенхимальные стромальные клетки . Было высказано предположение, что подосомы важны для мобилизации ПДК в случае физиологической потребности. [20]
Роль в остеокластах
Остеокласты - это большие многоядерные костные клетки, которые проводят процесс резорбции кости . В этом процессе ремоделирования подосомы играют неотъемлемую роль. [21] Во время созревания предшественников остеокластов группы подосом образуют более упорядоченные кольцевые структуры, которые в конечном итоге сливаются в полосу по периферии клетки. Получающееся в результате расположение подосом сильно взаимосвязано посредством плотной радиальной сети актиновых филаментов, которые проходят между соседними подосомами и на них. [22]
Накопление F-актина , винкулина , паксиллина и α-актина в подосомах сливающейся полосы сигнализирует о развитии полностью созревшего остеокласта. [23] При инициировании резорбции кости полоса подосом распадается, оставляя после себя сетку, состоящую в основном из F-актина, которая функционирует как «герметизирующая зона». Эта зона уплотнения становится местом прикрепления остеокластов к костному матриксу. [24] Ингибирование резорбции кости посредством лекарственного вмешательства приводит к отсутствию полосы подосомы во время ранней дифференцировки остеокластов и окончательному отсутствию зоны уплотнения. [25]
История
В начале 1980-х фибробласты куриных эмбрионов трансформировали с помощью вируса саркомы Рауса (RSV), содержащего онкоген v-src. Эта трансформация вызвала перемещение винкулина и α-актина в цитоскелет из фокальных спаек, образующих кольцевые кластеры. Позже, в 1985 году, с использованием тех же клеток было показано, что эти белковые кластеры локализованы в выступах в вентральной плазматической мембране, являются сайтами адгезии субстрата; следовательно, эти структуры были названы подосомами, что указывает на их «ступенчатый» характер в клетках. В 1989 году было продемонстрировано, что эти подосомы играют роль в деградации матрикса. Чтобы отразить эту недавно обнаруженную деструктивную природу, этим динамическим структурам было дано название invadopodia . [26]
Поскольку оба термина invadopodia и podosomes изначально использовались для обозначения идентичных структур в идентичных клеточных линиях, существует путаница по поводу номенклатуры. Обычно, когда эти структуры обнаруживаются в нормальных клетках, их называют подосомами, а в раковых клетках - инвадоподиями .
Смотрите также
- Инвадоподии
- Ламеллиподии
Рекомендации
- ^ Rottiers, P; Saltel, F; Daubon, T; Шеньи-Делаланд, B; Тридон, V; Billottet, C; Reuzeau, E; Génot, E (1 декабря 2009 г.). «TGFbeta-индуцированные эндотелиальные подосомы опосредуют деградацию коллагена базальной мембраны в артериальных сосудах» . Журнал клеточной науки . 122 (Pt 23): 4311–8. DOI : 10,1242 / jcs.057448 . PMID 19887587 .
- ^ Calle, Y; Бернс, S; Трэшер, AJ; Джонс, GE (апрель 2006 г.). «Подосома лейкоцитов». Европейский журнал клеточной биологии . 85 (3–4): 151–7. DOI : 10.1016 / j.ejcb.2005.09.003 . PMID 16546557 .
- ^ Гимона, М; Buccione, R; Courtneidge, SA; Линдер, S (апрель 2008 г.). «Сборочная и биологическая роль подосом и инвадоподий». Текущее мнение в клеточной биологии . 20 (2): 235–41. DOI : 10.1016 / j.ceb.2008.01.005 . PMID 18337078 .
- ^ Calle, Y; Чжоу, HC; Трэшер, AJ; Джонс, GE (ноябрь 2004 г.). "Белок синдрома Вискотта-Олдрича и цитоскелетная динамика дендритных клеток". Журнал патологии . 204 (4): 460–9. DOI : 10.1002 / path.1651 . PMID 15495215 . S2CID 39145933 .
- ^ Мортон, ЧП; Парсонс, М. (июль – август 2011 г.). «Рассечение архитектуры адгезии клеток с использованием передовых методов визуализации» . Адгезия и миграция клеток . 5 (4): 351–9. DOI : 10.4161 / cam.5.4.16915 . PMC 3210303 . PMID 21785274 .
- ^ Акисака, Т; Йошида, H; Suzuki, R; Такама, К. (март 2008 г.). «Адгезионные структуры и их взаимодействия цитоскелет-мембрана в подосомах остеокластов в культуре». Клеточные и тканевые исследования . 331 (3): 625–41. DOI : 10.1007 / s00441-007-0552-х . PMID 18087726 . S2CID 19913633 .
- ^ Линдер, S (март 2007 г.). «Матрикс корродировал: подосомы и инвадоподии в деградации внеклеточного матрикса». Тенденции в клеточной биологии . 17 (3): 107–17. DOI : 10.1016 / j.tcb.2007.01.002 . PMID 17275303 .
- ^ Кокс, S; Ростен, Э; Монипенни, Дж; Йованович-Талисман, Т; Бурнетт, ДТ; Липпинкотт-Шварц, Дж; Джонс, GE; Хайнцманн, Р. (4 декабря 2011 г.). «Байесовская локализационная микроскопия выявляет наноразмерную динамику подосом» . Природные методы . 9 (2): 195–200. DOI : 10.1038 / nmeth.1812 . PMC 3272474 . PMID 22138825 .
- ^ Кокс, S; Ростен, Э; Монипенни, Дж; Йованович-Талисман, Т; Бурнетт, ДТ; Липпинкотт-Шварц, Дж; Джонс, GE; Хайнцманн, Р. (4 декабря 2011 г.). «Байесовская локализационная микроскопия выявляет наноразмерную динамику подосом» . Природные методы . 9 (2): 195–200. DOI : 10.1038 / nmeth.1812 . PMC 3272474 . PMID 22138825 .
- ^ Sharma, Ved P .; Эдди, Роберт; Энтенберг, Дэвид; Кай, Масаюки; Гертлер, Франк Б .; Кондилис, Джон (4 ноября 2013 г.). «Tks5 и SHIP2 регулируют созревание invadopodium, но не инициацию в клетках карциномы молочной железы» . Текущая биология . 23 (21): 2079–2089. DOI : 10.1016 / j.cub.2013.08.044 . ISSN 1879-0445 . PMC 3882144 . PMID 24206842 .
- ^ Мерфи, Д.А.; Courtneidge, SA (23 июня 2011 г.). «Входы и выходы подосом и инвадоподий: характеристики, формирование и функции» . Обзоры природы. Молекулярная клеточная биология . 12 (7): 413–26. DOI : 10.1038 / nrm3141 . PMC 3423958 . PMID 21697900 .
- ^ Calle, Y; Каррагер, НЕТ; Трэшер, AJ; Джонс, GE (1 июня 2006 г.). «Ингибирование кальпаина стабилизирует подосомы и ухудшает подвижность дендритных клеток» . Журнал клеточной науки . 119 (Pt 11): 2375–85. DOI : 10,1242 / jcs.02939 . PMID 16723743 .
- ^ Cougoule, C; Ле Кабек, V; Пуанклу, Р. Аль Саати, Т; Mège, JL; Tabouret, G; Лоуэлл, Калифорния; Laviolette-Malirat, N; Маридонно-Парини, I (18 февраля 2010 г.). «Трехмерная миграция макрофагов требует Hck для организации подосом и протеолиза внеклеточного матрикса» . Кровь . 115 (7): 1444–52. DOI : 10.1182 / кровь-2009-04-218735 . PMC 5070714 . PMID 19897576 .
- ^ Бернс, S; Трэшер, AJ; Бланделл, депутат; Machesky, L; Джонс, GE (15 августа 2001 г.). «Конфигурация цитоскелета дендритных клеток человека с помощью Rho GTPases, белка WAS и дифференциации» . Кровь . 98 (4): 1142–9. DOI : 10.1182 / blood.v98.4.1142 . PMID 11493463 .
- ^ Linder, S; Nelson, D; Вайс, М; Aepfelbacher, M (17 августа 1999 г.). «Белок синдрома Вискотта-Олдрича регулирует подосомы в первичных макрофагах человека» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 96 (17): 9648–53. Bibcode : 1999PNAS ... 96.9648L . DOI : 10.1073 / pnas.96.17.9648 . PMC 22264 . PMID 10449748 .
- ^ Мерфи, Д.А.; Courtneidge, SA (23 июня 2011 г.). «Входы и выходы подосом и инвадоподий: характеристики, формирование и функции» . Обзоры природы. Молекулярная клеточная биология . 12 (7): 413–26. DOI : 10.1038 / nrm3141 . PMC 3423958 . PMID 21697900 .
- ^ Labernadie, A; Тибо, С; Vieu, C; Маридонно-Парини, I; Шаррьер, GM (7 декабря 2010 г.). «Динамика жесткости подосом, выявленная методом атомно-силовой микроскопии» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 (49): 21016–21. Bibcode : 2010PNAS..10721016L . DOI : 10.1073 / pnas.1007835107 . PMC 3000246 . PMID 21081699 .
- ^ Linder, S; Визнер, К; Химмель, М. (10 ноября 2011 г.). «Деградирующие устройства: инвадосомы в протеолитической клеточной инвазии». Ежегодный обзор клеточной биологии и биологии развития . 27 : 185–211. DOI : 10,1146 / annurev-cellbio-092910-154216 . PMID 21801014 .
- ^ Коллин, О; Tracqui, P; Стефану, А; Usson, Y; Clément-Lacroix, J; Planus, E (1 мая 2006 г.). «Пространственно-временная динамика адгезионных микродоменов, богатых актином: влияние гибкости субстрата» . Журнал клеточной науки . 119 (Pt 9): 1914–25. DOI : 10,1242 / jcs.02838 . PMID 16636076 .
- ^ Пачини, S, O; Fazzi, R; Монтали, М; Карничелли, V; Lazzarini, E; Петрини, М. (15 июня 2013 г.). «Специфическая экспрессия интегрина связана с подобными подосомам структурами на мезодермальных клетках-предшественниках». Стволовые клетки и развитие . 22 (Pt 12): 1830–38. DOI : 10,1089 / scd.2012.0423 . PMID 23379672 .
- ^ Дестаинг, О; Saltel, F; Géminard, JC; Jurdic, P; Бард, Ф (февраль 2003 г.). «Подосомы демонстрируют оборот актина и динамическую самоорганизацию в остеокластах, экспрессирующих актин-зеленый флуоресцентный белок» . Молекулярная биология клетки . 14 (2): 407–16. DOI : 10.1091 / mbc.E02-07-0389 . PMC 149981 . PMID 12589043 .
- ^ Люксенбург, C; Геблингер, Д; Klein, E; Андерсон, К; Hanein, D; Гейгер, Б; Аддади, Л. (31 января 2007 г.). «Архитектура адгезивного аппарата культивируемых остеокластов: от образования подосом до сборки зоны герметизации» . PLOS ONE . 2 (1): e179. Bibcode : 2007PLoSO ... 2..179L . DOI : 10.1371 / journal.pone.0000179 . PMC 1779809 . PMID 17264882 .
- ^ Люксенбург, C; Аддади, L; Гейгер, Б. (апрель 2006 г.). «Молекулярная динамика спаек остеокластов». Европейский журнал клеточной биологии . 85 (3–4): 203–11. DOI : 10.1016 / j.ejcb.2005.11.002 . PMID 16360241 .
- ^ Люксенбург, C; Парсонс, JT; Аддади, L; Гейгер, Б. (1 декабря 2006 г.). «Участие пути Src-cortactin в формировании и обороте подосом во время поляризации культивируемых остеокластов» . Журнал клеточной науки . 119 (Pt 23): 4878–88. DOI : 10,1242 / jcs.03271 . PMID 17105771 .
- ^ Исида, Т; Фудзивара, К. (февраль 1979 г.). «Патология диареи из-за вируса гепатита мышей у новорожденных мышей». Японский журнал экспериментальной медицины . 49 (1): 33–41. PMID 224229 .
- ^ Мерфи, Д.А.; Courtneidge, SA (23 июня 2011 г.). «Входы и выходы подосом и инвадоподий: характеристики, формирование и функции» . Обзоры природы. Молекулярная клеточная биология . 12 (7): 413–26. DOI : 10.1038 / nrm3141 . PMC 3423958 . PMID 21697900 .
Внешние ссылки
- MBInfo - Подосомы
- MBInfo - сборка подосомы
- Подосомы и инвадоподии на страницах тем Scirus