Гилберт с. Биология развития: в 3-х т. Т. 3: Пер. С англ. – м.: Мир, 1995. – 352с.

8 ГЛАВА 15

Рис. 15.3. Реконструкция кожи из суспензии клеток кожи 15-дневного зародыша мыши А. Срез кожи зародыша. На срезе видны эпидермис, дерма и первичный волосяной фолликул. Б. Суспензия единичных клеток кожи, полученная из дермы и эпидермиса. В. Агрегаты спустя 24 ч. Г. Срез через агрегат, на котором видна миграция эпидермальных клеток на периферию. Д. Дальнейшее развитие агрегата (72 ч), показывающее восстановленный эпидермис и дерму с волосяными фолликулами и кератинизированным слоем. (Из Monroy, Moscona, 1979; фотографии с любезного разрешения A. Moscona.)

популяции с клетками другой. Это явление убедительно подтвердил Тринкаус (Trinkaus, 1963), показавший четкую корреляцию между изменением способности клеток прилипать друг к другу (т.е. их адгезией) и изменениями в их поведении. У костистых рыб в начале гаструляции пограничные клетки дискоидальных зародышей уплощаются и плотно прикрепляются к цитоплазматической поверхности яйца, сокращение которой обусловливает перемещение бластодермы к вегетативному полюсу яйца. Тринкаус обнаружил, что клетки, изолированные со стадии бластулы, не прилипают к искусственному субстрату, тогда как те же клетки гаструлирующего зародыша прикрепляются к поверхности. Более того, если клетки бластулы культивировать в течение времени, необходимого для начала гаструляции. то они начинают уплощаться и прилипают к искусственному субстрату, т.е. ведут себя так, как если бы они были в составе интактного зародыша.

Ротационные культуры

Агрегаты клеток зародышей птиц и млекопитающих более поздних стадий развития впервые получил Москона, воспользовавшись двумя методическими приемами. Во-первых, для диссоциации клеток он применил трипсин (Moscona, 1952). Расщепляя белки клеточной поверхности и белки межклеточного матрикса, этот фермент разрушает многочисленные связи, соединяющие клетки друг с другом. Во-вторых, он использовал методику ротационной агрегации (Moscona, 1961). Эта методика не позволяла клеткам оседать на дно культурального сосуда (к которому они имеют малое сродство или не имеют его вовсе), поскольку содержимое сосуда с культивируемыми в нем клетками осторожно перемешивали. В таких условиях клетки агрегировали, если силы адгезии, удерживающие их вместе, были выше, чем гидростатические силы, стремящиеся их разъединить. В первоначальном агрегате клетки располагались случайным образом, однако затем в результате миграции происходила их рассортировка в соответствии с принадлежностью к тому или иному клеточному типу. Иными словами, строение агрегатов уподоблялось строе-

Гилберт с. Биология развития: в 3-х т. Т. 3: Пер. С англ. – м.: Мир, 1995. – 352с.

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ УПОРЯДОЧЕННОСТЬ КЛЕТОК 9

нию исходной ткани. На рис. 15.3 представлена «реконструкция» ткани кожи 15-дневного зародыша мыши. Клетки кожи разделяли протеолитическими ферментами и помещали в ротационную культуру для образования агрегатов. В образовавшихся агрегатах эпидермальные клетки мигрировали к периферии, а клетки дермы – к центру. Через 72 ч происходила реконституция эпидермиса, формировался кератиновый слой, в области дермы были видны волосяные фолликулы. Таким образом, процедура агрегации позволяет индивидуальным клеткам восстановить ткань. В аналогичных экспериментах одиночные клетки в суспензии из зародышевой почки реагрегировали с образованием канальцев, а клетки сетчатки, объединяясь, формировали нейральную сетчатку. Такое восстановление сложных тканей из единичных клеток называют гистотипической агрегацией. Следовательно, клетки зародышевых органов сохраняют морфогенетическую информацию, что дает им возможность вновь формировать ткане- и органоспецифические структуры.

У некоторых видов из суспензии единичных клеток может вновь возникнуть целый организм. Диссоциированные бластомеры морского ежа могут реагрегировать с образованием бластулоподобных структур, которые затем способны развиваться в нормальных личинок - плутеусов (рис. 15.4) (Giudice, 1962; Spiegel, Spiegel, 1975). Для этого необходимо

Рис. 15.4. Агрегация бластомеров диссоциированного 16-клеточного зародыша морского ежа Arbacia punctulata. А. Диссоциированные клетки. Б. Реконструированная личинка плутеус через 25 ч после начала агрегации. (Из Spiegel, Spiegel, 1975; фотографии с любезного разрешения авторов.)

присутствие всех трех типов клеток (микромеров, макромеров и мезомеров), что свидетельствует о невозможности возврата клеток к дедифференцированному состоянию и последующей редифференцировке в соответствии с их новым положением (Spiegel, Spiegel, 1975).

Если основной парадигмой генетики развития является дифференциальная экспрессия генов, то в случае морфогенеза парадигма основана на дифференциальном сродстве клеток.