Прикрепление эпителиальных клеток к базальной ламине
Эпителиальные клетки прикрепляются к базальной ламине с помощью полудесмосом .
Основные положения:
- Так же как и десмосомы , полудесмосомы обеспечивают структурную устойчивость слоев эпителия .
- Полудесмосомы расположены на базальной поверхности эпителиальных клеток, где они связывают внеклеточный матрикс с сетью промежуточных филаментов при участии трансмембранных рецепторов.
- Полудесмосомы отличаются от десмосом по структуре и содержат, по меньшей мере, шесть уникальных белков.
- Мутации в белках полудесмосом вызывают заболевания близкие к тем, которые связаны с мутациями в генах белков десмосом.
- Сигнальные процессы, регулирующие сборку полудесмосом, исследованы недостаточно.
Полудесмосома представляет собой клеточный контакт, расположенный с базальной стороны плазматической мембраны эпителиальных клеток. Как показано на рис. 19.55 , эта структура является комплексом, содержащим бляшки, переплетенные филаментами, и внешне выглядит как половина десмосомы. Однако, несмотря на внешнее сходство, полудесмосомы не являются половиной десмосомы. Их основная функция заключается в прикреплении слоев эпителия к базальной ламине. Это служит еще одной чертой, отличающей полудесомому от десмосомы. В то время как обе структуры скрепляют слои эпителия вместе, в клетке они ориентируются под прямым углом по отношению друг к другу ( рис. 19.43 ) и, таким образом, противостоят различным типам механического стресса. Оба типа этих структур, связанные вместе промежуточными филаментами , образуют очень прочную сеть. Отсутствие полудесмосом вызывает образование волдырей на поверхности ткани разных эпителиев и в том числе на коже, и такие заболевания могут заканчиваться смертельным исходом.
На рис. 19.56 схематически представлено строение полудесмосомы. На цитоплазматической стороне "типичной" ( тип I) полудесмосомы можно видеть пучок промежуточных филаментов ( кератин 5 и кератин 14 ), прикрепленных к внутренней бляшке ( рис. 19.55 ). Эта бляшка включает белки BP230 и плектин , связанные с белками промежуточных филаментов. Наружная бляшка содержит два типа трансмембранных белков: интегриновый рецептор (альфа6бета4) и представитель семейства коллагенов (известный как коллаген XVII или BP180 ). От плазматической мембраны через прозрачную (светлую) ламину (lamina lucida) в плотную ламину (lamina densa) тянутся филаменты, выполняющие якорную функцию и состоящие из BP180 и ламинина-5 , который представляет собой белок ВКМ . В lamina densa находится много различных ламинарных белков. Наконец, заякоривающие фибриллы, состоящие из коллагена VII, соединяют плотную ламину с суббазальной плотной ламиной, состоящей из нескольких белков ВКМ. В некоторых тканях, например в кишечнике , обнаружены полудесмосомы типа II , в которых белки BP180 и BP230 отсутствуют.
Несмотря на критическую роль, которую играют десмосомы в обеспечении поддержания архитектуры ткани, они не представляют собой статических структур. Например, при ранении кожи происходит отсоединение клеток от нижележащей базальной ламины и их перемещение в раневую область. Там они вступают в деление, восстанавливают популяцию клеток в раневой области, и затем снова прикрепляются к базальной ламине и друг к другу. Эти изменения фенотипа предполагают способность клеток к диссоциации и реассоциации контактов с матриксом и между собой. К числу таких контактов относятся полудесмосомы и десмосомы соответственно.
Один из механизмов сборки и разборки полудесмосом подтверждается экспериментами, проведенными с культурой клеток эпителия и на модели заживления раны in vitro. Результаты показывают, что при миграции клеток белки полудесмосом остаются в комплексе, который в ходе эндоцитоза интернализуется . Позже, когда клетки опять присоединяются к базальной ламине, эти комплексы снова поступают на поверхность клетки, и структура полудесмосомы восстанавливается.
Один из механизмов, иллюстрирующих процесс сборки и разборки полудесмосом, предполагает, что при фосфорилировании цитоплазматического участка молекулы бета4-интегрина она скручивается внутрь. При этом точка скрепления на плектине высвобождается, что приводит разборке полудесмосомы. Большая часть белков при этом остается в составе комплекса, который затем подвергается эндоцитозу. Позже, когда клетки снова присоединятся к базальной ламине, эти комплексы опять образуются на поверхности, происходит дефосфорилирование цепи бета4-интегрина, и полудесмосома восстанавливается.
Смотрите также:
