Внеклеточный матрикс и адгезия клеток: резюме
Внеклеточный матрикс состоит из сотен различных молекул, которые взаимодействуют между собой сложным и высокоупорядоченным образом. Структурная устойчивость и гидрофильное окружение тканей обеспечиваются двумя основными группами молекул внеклеточного матрикса: структурными гликопротеинами ( коллагенами , эластинами , фибронектинами , ламининами ) и протеогликанами (например, гепарансульфатом ). Каждая из этих молекул содержит структурные элементы, обеспечивающие присоединение клеточных рецепторов, факторов роста и других молекул ВКМ. Эти молекулы контролируют функциональную активность клеток, обеспечивая их сборку в трехмерные тканевые структуры, активируя процессы внутриклеточной передачи сигнала, и создавая субстрат, на котором происходит миграция клеток. Известно также, что состав компонентов матрикса во времени меняется, и находящиеся в нем клетки обеспечивают его формирование и деградацию в ответ на специфические сигналы.
Идентифицировано, по крайней мере, 100 различных белков, которые, объединяясь, образуют на поверхности клеток специализированные комплексы, участвующие в их прикреплении к ВКМ и в формировании межклеточных контактов. Эти комплексы выполняют много специализированных функций. Плотные и септированные контакты регулируют параклеточный транспорт между слоями эпителия; адгезивные контакты и фокальные адгезии связывают поверхность клеток с актиновым цитоскелетом , тем самым обеспечивая контроль клеточной подвижности ; десмосомы и полудесмосомы связывают поверхность клетки с сетью промежуточных филаментов , обеспечивая устойчивость структуры и распределяя напряжение по обширной сети. Многие из этих комплексов содержат сигнальные белки , которые сообщаются с внутренним содержимым клетки, регулируя такие ее функции, как, например, рост. Эти сигнальные сети имеют крайне сложную организацию.
Каким образом объединяются все эти молекулы, образуя самостоятельно функционирующую единицу? Выяснение этого вопроса составляет предмет следующего этапа развития клеточной биологии. Уже становится заметной основная тенденция: в тех случаях, когда идентифицировано большинство молекулярных компонентов структуры (например, базальной ламины ), основной упор в дальнейших исследованиях переносится на выяснение того, как взаимодействуют эти компоненты, образуя функционирующую ткань. Разобрав на составные части такую клеточную структуру, как базальная ламина, мы теперь пытаемся опять собрать их вместе в такую функциональную единицу, как искусственная кожа. На четвертом этапе исследований центральное место в клеточной биологии будет занимать область тканевой инженерии, которая использует полученные знания для получения биологических структур de novo.
Смотрите также:
