Изменения клеточной мембраны в процессе развития

Экспрессия различных компонентов мембраны изменяется во времени и пространстве. Клетки разных типов характеризуются различными компонентами клеточной поверхности, к тому же последние изменяются по мере развития клеток. Эти тканеспецифические мембранные компоненты часто выявляются с помощью антисывороток, поэтому их называют антигенами дифференцировки.

Моноклональные антитела против специфических клеточных типов позволили обнаружить многочисленные антигены дифференцировки, появляющиеся в процессе развития в разных местах и в различное время. Таким образом, поверхностные мембраны клеток различных типов содержат разные молекулы, и эти молекулы могут меняться по мере созревания данной клетки.

Молекулы клеточной адгезии

Молекулы клеточной адгезии (МКА) можно подразделить на три группы:

1) кадгерины, адгезионные свойства которых зависят от ионов кальция,

2) иммуноглобулиновое сверхсемейство МКА, у которых домены, связывающие клетки, сходны с доменами молекул антител, и,

3) сахаридные МКА, у которых МКА-белки узнают углеводные остатки на соседних клетках.

Кадгерины представляют собой кальций-зависимые МКА, которые отвечают за пространственную сегрегацию клеток и организацию формы тела животного. Идентифицированы три класса кадгеринов.

Е-кадгерин экспрессируется всеми эмбриональными клетками млекопитающих, начиная с одноклеточной стадии. Позже распространение Е-кадгерина ограничивается эпителиальными тканями зародышей и взрослых.

Р-кадгерин первоначально экспрессируется на вне-зародышевых клетках и клетках стенки матки. Возможно, что Р-кадгерин облегчает связь трофобласта с маткой, во всяком случае у зародышей мыши наблюдается контакт Р-кадгерина клеток матки с Р-кадгерином клеток трофобласта.

N-кадгерин впервые обнаруживается на мезодермальных клетках зародыша во время гаструляции по мере утраты ими экспрессии Е-кадгерина. Появление и исчезновение N-кадгерина часто наблюдается в местах активных клеточных перестроек, например при разъединении сомита: когда склеро-том и дерматом начинают отделяться от эпителиальных структур сомита, они теряют свой N-кадгерин

Дифференциальной экспрессией кадгеринов можно объяснить данные по гомотипической сегрегации, представленные выше. Подтвердилось это в экспериментах по трансфекции различных кадгериновых генов в фибробласты мыши, которым вообще не свойственна экспрессия каких бы то ни было кадгеринов. В результате этих трансфекций была выявлена диффе­ренциальная экспрессия фибробластов: те из них, что экспрессировали В-кадгерин, прилипали к фибробластам, несущим Е-кадгерин, а фибробласты. экспрессирующие Р-кадгерин, прилипали к другим, несущим Р-кадгерин. Кроме того, при рекомбинации диссоциированной ткани эмбрионального легкого в присутствии нормальных фибробластов и фибробластов, несущих Е-кадгерин, было обнаружено, что последние включаются в состав эпителиальных легочных трубочек (которые в норме экспрессируют Е-кадгерин), тогда как нормальные, нетрансфицированные фибробласты ассоциируются с клетками мезенхимы (не экспрессирующими каких-либо кадгеринов). Следовательно, можно полагать, что кадгеринам принадлежит ведущая роль при объединении клеток в ткани.

Молекулы кадгеринов имеют три главных домена: внеклеточный домен, который обусловливает адгезию, трансмембранный домен, пронизывающий мембрану клетки, и цитоплазматический домен. Для функционирова­ния кадгерина критическое значение имеет цитоплазматический домен - эта область связывает кадгерин с цитоскелетом, указывая на механизм, с помощью которого внеклеточное связывание может влиять на форму клетки и ее поведение.