Ложноножки представляют собой: Ложноножки представляют собой. Строение и жизнь простейших. Простейшие обитающие в морской воде и почве и другие

Как и аксоподии, ретикулоподии играют важную роль в питании и передвижении. Однако их основная функция заключается в сборе пищи и кормлении. Во время кормления организм распространяет ложноножки (выглядящие как неправильная паутина), которые очищают их непосредственную поверхность и собирают доступный пищевой материал для проглатывания.

Добычей могут быть такие одноклеточные организмы, как бактерии, которые попадают в паутину и попадают в пищевые вакуоли для пищеварения. Помимо питания, ретикулоподии также используются для передвижения. Однако это не является их основной функцией.

Lopodium — наиболее распространенный тип, встречающийся у таких организмов, как Amoeba proteus. Для лобопод характерны пальцевидные трубчатые псевдоподии, состоящие из экто- и эндоплазмы. Однако было также показано, что они содержат актин и миозин (микрофиламенты), которые способствуют общему движению.

В отличие от других ложноножек микротрубочки лобоподий развиты слабо. У многих амеб лобоподии в первую очередь участвуют в передвижении.

У таких организмов на формирование лобоподий влияют химические сигналы в окружающей среде. В присутствии пищевого вещества химические сигналы влияют на направление движения амебы. Здесь молекулы (из пищевого материала) связываются с рецепторами, расположенными на клеточной мембране организма, что стимулирует образование филаментов за счет агрегации глобулярного актина.

При добавлении глобулярного актина структура (филамент) продолжает удлиняться, что, в свою очередь, вызывает выпячивание мембраны (это действие приводит к образованию псевдоподий). Выступающие лобоподы по мере своего расширения заполняются цитоплазмой. В случае исчезновения молекул глобулярный актин распадается, что останавливает дальнейшее удлинение ложноножек.

Если молекулы сохраняются, миозин, который действует как моторные белки, взаимодействует с актином, толкая тело клетки в направлении ложноножки.

* Миозиновая активность (в качестве двигателей) требует энергии (АТФ).

* Также было показано, что вязкость цитоплазмы изменяется при ее втекании и вытекании из ложноножек.

Во время кормления лобоподии также окружают пищевой материал и поглощают его внутри пузырька, где на него воздействуют различные ферменты. Затем продукты жизнедеятельности выводятся через вакуоли, открывающиеся в окружающую среду.

Вернуться на главную страницу Protozoa

Возврат в Цитоплазму

Возврат из Pseudopods в MicroscopeMaster домой

сообщить об этом объявлении

Чансон Ян и Татьяна Свиткина. (2011). Инициация филоподий: сосредоточьтесь на комплексе Arp2/3 и форминах. нкби.

Hou Y et al. (2013). Молекулярные доказательства неофункционализации β-тубулина у Retaria (фораминиферы и радиолярии). NBCI.

Кара Роджерс. (2011). Грибы, водоросли и протисты.

П. Де Вевер, П. Думитрика, Дж. П. Коле, К. Нигрини и М. Каридройт. (2001). Радиолярии в осадочной летописи.

Сэмюэл С. Баузер и Джеффри Л. Трэвис. (2000). Методы структурных исследований ретикулоподий, «мягкой части» жизненно важных фораминифер. jstor.org.

Стефани Л. Гуптон и Фрэнк Б. Гертлер. (2007). Филоподия: Пальцы, которые ходят. ResearchGate.

Ссылки

https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsos.160283

https://www.researchgate.net/publication/44576108_Understanding_eukaryotic_chemotaxis_A_pseudopod-centred_view

Узнайте, как размещать рекламу на MicroscopeMaster!

Псевдоподоподобные базальноклеточные отростки в холецистокининовых клетках кишечника

• Список журналов
• Рукописи авторов HHS
• PMC4846361

Рез. клеточной ткани. Авторская рукопись; доступен в PMC 2016 26 апреля. 2010 август; 341(2): 289–297.

Опубликовано онлайн 2010 июня 26. DOI: 10.1007/S00441-010-0997-1

PMCID: PMC48446361

NIHMSID: NIHMS774321

PMID: 20582553

Авторская информация и лицензия Deckport.0009

Дополнительные материалы

Холецистокинин (ХЦК) секретируется нейроэндокринными клетками, составляющими 0,1–0,5% клеток слизистой оболочки верхних отделов тонкой кишки. Используя экспрессию зеленого флуоресцентного белка (GFP), управляемого промотором CCK, у трансгенных мышей, мы применили методы иммунофлуоресценции для анализа морфологии клеток CCK. GFP и CCK совместно локализуются в нейроэндокринных клетках с небольшой аберрантной экспрессией GFP. Клетки, содержащие CCK, имеют форму колбы или веретена, и в некоторых клетках мы обнаружили дендритные отростки, подобные псевдоподиям, продемонстрированным для D-клеток кишечника, содержащих соматостатин. Большинство псевдоподий короткие, самый длинный видимый отросток проходит через три клетки. Псевдоподы обычно распространяются на соседние клетки, но некоторые переплетаются между соседними клетками. Наблюдаются также двойственные процессы. Трехмерные реконструкции предполагают, что процессы не являются однонаправленными и, таким образом, маловероятно, что они участвуют в миграции клеток CCK из крипт вверх по ворсинкам. Обильное иммуноокрашивание CCK присутствует в ложноногах, что позволяет предположить, что они высвобождают CCK на клетку-мишень. Чтобы определить тип клеток-мишеней, мы совместно окрашивали срезы антителами к хромогранину А, трилистнику-фактору-3 и сахаразе-изомальтазе. Клеточные процессы CCK почти исключительно распространяются на сахаразо-изомальтазо-положительные энтероциты. Таким образом, клетки CCK имеют клеточные отростки, возможно, вовлеченные в паракринную секрецию.

Ключевые слова: Холецистокинин, Зеленый флуоресцентный белок, I-клетки, Псевдоподы, Паракринные, Мыши, трансгенные в ответ на внутрипросветные питательные вещества (Liddle 1997). Физиологические действия CCK включают стимуляцию секреции поджелудочной железы и сокращение желчного пузыря, регуляцию опорожнения желудка и индукцию чувства насыщения (Liddle 19).94). Основываясь на исследованиях иммуноцитохимического окрашивания на световом и электронно-микроскопическом уровнях, а также с помощью просвечивающей электронной микроскопии, долгое время считалось, что питательные вещества в просвете тонкой кишки взаимодействуют с апикальной щеточной каймой клеток CCK. Это взаимодействие затем должно было бы привести к неизвестному механизму передачи цитоплазматического сигнала, что привело бы к экзоцитозу CCK из базолатеральной плазматической мембраны I-клеток и последующему распространению по всему телу либо локально путем диффузии, либо системно за счет объемного потока в системе кровообращения. Ультраструктура клеток CCK поддерживает эту концепцию, потому что эти клетки простираются от базальной мембраны эпителия слизистой оболочки до просвета кишечника и имеют апикальные микроворсинки (щеточная кайма), которые хорошо подходят для взятия проб содержимого просвета, и базально локализованную мембрану. связанные цитоплазматические гранулы, содержащие CCK, которые хорошо расположены для базолатеральной секреции путем экзоцитоза (Buchan et al. 19).78).

Недавно стала доступной новая модель для изучения клеток CCK в головном мозге; мы использовали эту модель для изучения CCK в кишечнике. Трансгенные мыши с CCK-зеленым флуоресцентным белком (GFP) были разработаны Региональным ресурсным центром мутантных мышей (MMRRC, Университет Миссури). У этих мышей повышенная экспрессия GFP управляется промотором CCK, что приводит к зеленой флуоресценции только в клетках CCK (Samuel et al. 2008). В дополнение к CCK-продуцирующим клеткам в головном мозге эндокринные CCK-клетки в тонком кишечнике этих мышей хорошо видны в флуоресцентном микроскопе. В процессе оценки распределения этих клеток по кишечнику мы заметили у многих из них необычную особенность строения, а именно наличие базальноклеточного отростка, напоминающего ложноножку, который как бы выступает на некоторое расстояние от зарождающейся клетки. Эти процессы напоминают структуры, ранее описанные в желудочно-кишечных клетках соматостатина (Larsson et al. 19).79). В случае кишечных соматостатиновых клеток ключом к пониманию функционального значения их базальных клеточных отростков является идентификация типов клеток, на которые распространяются эти отростки. Основываясь на первоначальном показе того, что отростки базальных клеток соматостатина вступают в тесный контакт с этими типами клеток-мишеней, было показано, что соматостатин регулирует в желудке секрецию гастрина G-клетками и секрецию кислоты париетальными клетками (Alumets et al. 1979). Таким образом, целью настоящего исследования было задокументировать существование базальных отростков CCK-клеток в кишечнике мышей и идентифицировать типы кишечных клеток, с которыми они контактируют, с конечной целью установления функционального значения этих структур.

Животные

Трансгенные мыши CCK-GFP были получены от MMRRC (Университет Миссури, Колумбия, Миссури, США). Они были выведены собственными силами путем скрещивания с мышами Swiss Webster дикого типа (Чарльз-Ривер, Уилмингтон, Массачусетс, США). Полученные трансгенные мыши были генотипированы с использованием протокола, предоставленного MMRRC. Уход за животными и эксперименты проводились в соответствии с установленными правилами. Животных не кормили в течение ночи со свободным доступом к воде перед забором тонкой кишки.

Иммунофлуоресценция

Мышей анестезировали смесью кетамина и ксилазина и интракардиально перфузировали охлажденным льдом свежедеполимеризованным 3,5% параформальдегидом в фосфатно-солевом буфере (PBS, 10 мМ фосфат натрия, pH 7,4, 0,9% NaCl). Проксимальные 10 см кишечника удаляли, промывали и постфиксировали в 3,5% параформальдегиде в течение 3 ч при 4°С. Ткань промывали в PBS (30 мин при 4°C), последовательно уравновешивали в холодной 10%, 20% и 30% сахарозе в 0,1M фосфате натрия, pH 7,4, и мгновенно замораживали в смеси Tissue-Tek OCT (Sakura Finetek, Торранс, Калифорния, США). Поперечные срезы (толщиной 5 мкм) собирали с помощью криостата, установленного на -19°C и помещены на предметные стекла микроскопа Super Up-Rite (Thermo Scientific, Массачусетс, США).

перечислены используемые антисыворотки, поставщики, условия окрашивания, специфичные для антител, и ссылки на их специфичность. Антисыворотка CCK была получена у кроликов против CCK 19–36, аффинно очищена и охарактеризована в нашей лаборатории. Для идентификации и локализации различных типов клеток, обнаруживаемых в эпителии слизистой оболочки тонкой кишки, использовали антисыворотки, специфичные к типу клеток: (1) хромогранин А для энтероэндокринных клеток, (2) трилистник-фактор-3 для бокаловидных клеток и (3) сахараза-изомальтаза для энтероцитов. Кроме того, антисыворотка, специфичная к рецептору CCK-1, использовалась в попытке локализовать возможные клетки-мишени CCK слизистой оболочки. Как правило, срезы фиксировали либо в 10% формалине в течение 10 мин при 4°C (ХЦК, GFP, фактор трилистника-3 и хромогранин А), либо в 50% смеси ацетона и метанола (сахараза-изомальтаза и GFP). ) в течение 10 мин при -5°С и высушивают на воздухе в течение 30 мин. Затем их промывали PBS или TBST (10 мМ TRIS, pH 7,4, 0,9).% NaCl, 0,1% Тритон Х-100) в течение 5 мин, а неспецифическое окрашивание блокировали инкубацией срезов в 10% ослиной сыворотке в течение 30 мин при комнатной температуре. Сыворотку сливали, а срезы инкубировали с первичными поликлональными антителами либо в течение ночи при 4°С, либо в течение 1 ч при комнатной температуре. После промывки PBS или TBST (3×5 мин каждая) срезы инкубировали со вторичным антителом в течение 1 ч при комнатной температуре. Предметные стекла промывали в PBS или TBST (каждый раз 3×5 мин), контрастно окрашивали 2 мкг/мл 4,6-диамидино-2-фенилиндола (DAPI; Biochemika, Германия) и помещали в реагент против выцветания Prolong Gold (Invitrogen, Carlsbad). , Калифорния, США). Отрицательные контроли включали предметные стекла, обработанные только первичной или вторичной антисывороткой.

Таблица 1

Первичные и вторичные антитела, используемые в иммунофлуоресцентном анализе ( CCK холецистокинин, GFP зеленый флуоресцентный белок, PBS фосфатно-солевой буфер, TBST XTRIS-буфер, содержащий тритон 0,10% солевой раствор)

Первичное антитело	Вид	Источник	Буфер	Разведение	Вторичное антитело	0577	Reference
CCK (aa 19–36)	Rabbit	BioSource	PBS/TBST	1:2000	Cy3-conjugated donkey anti-rabbit	Jackson ImmunoResearch	1:1000
CCK (aa 19–36)	Rabbit	BioSource	PBS/TBST	1:2000	Dylight-488-conjugated donkey anti-rabbit	Jackson ImmunoResearch	1:1000
CCK-1 Receptor	Rabbit	J. Walsh	TBST	1:50	Cy3-conjugated donkey anti-rabbit	Jackson ImmunoResearch	1:1000	Sternini и другие. (1999)
Chromogranin A	Rabbit	Abcam	TBST	1:1000	Cy3-conjugated donkey anti-rabbit	Jackson ImmunoResearch	1:1000	Duckworth and Pritchard (2009)
GFP	Chick	Abcam	PBS/TBST	1:1000	Dylight-488-conjugated donkey anti-chick	Jackson ImmunoResearch	1:1000	Томпсон и др. (2009)
GFP	Rabbit	V. Bennett	PBS/TBST	1:1000	Dylight-488-conjugated donkey anti-rabbit	Jackson ImmunoResearch	1:1000	Кижатил и др. (2009)
Intestinal Trefoil Factor-3	Goat	Santa Cruz	PBS	1:100	Alexa-568-conjugated donkey anti-goat	Invitrogen Corporation	1:1000	Nishida и другие. (2009)
Сахароза-Изомальтаза	Коза	Санта-Крус	TBST	1:500	Alexa-568-конъюгированный осел	Invitrogen Corporation	1:1000	Gracz et al. (2010)

Открыть в отдельном окне

Получение изображения

Изображения были получены с использованием программного обеспечения Zeiss LSM. Образцы визуализировали на инвертированном конфокальном микроскопе Zeiss с масляными объективами 40×/1,3 (Zeiss Plan NeoFluar) или 63×/1,4 (Zeiss Plan Apochrom). Отдельные оптические срезы или Z-стеки были получены путем последовательного мультитрекинга с возбуждением, установленным на 405 нм (DAPI), 488 нм (эндогенный GFP или Dylight 488) и 561 нм (Cy3 или Alexa 568) и эмиссионными фильтрами BP 420– 480, BP505–550 и LP575, с отверстиями, установленными на 1 воздушную единицу для каждого канала, и усреднением строк 8 или 16 при разрешении 1024 или 2048 пикселей. Также были получены конфокальные дифференциально-интерференционные контрастные изображения в проходящем свете.

Трехмерная визуализация

Срезы кишечной ткани (15 мкм) окрашивали на GFP и CCK, как описано выше. Иммуноокрашенные срезы исследовали с помощью конфокального микроскопа Zeiss LSM 510 с масляным объективом Plan-Apochrom 63×/1,4 и 1,2-кратным оптическим увеличением. Трехмерную многоканальную визуализацию и экспорт в виде фильмов Quicktime выполняли с использованием программного обеспечения Volocity Visualization (PerkinElmer, Уолтем, Массачусетс, США). Цифровой контраст и прозрачность всех отдельных каналов были скорректированы для оптимизации структуры всего объема отображаемой ткани. Были применены медианные фильтры (3×3) для уменьшения шума в некоторых каналах. Каналы визуализировались либо как проекции максимальной интенсивности (зеленый/GFP, красный/CCK), что позволяло видеть цвет через другие каналы, либо как флуоресценция (синий/DAPI).

Эндогенно экспрессируемый GFP, управляемый промотором CCK, заполнил цитоплазму энтероэндокринных CCK-клеток (I-клетки) в тонком кишечнике мыши (). Почти все клетки, идентифицированные иммуноокрашиванием антисывороткой к CCK, также экспрессировали GFP, указывая на то, что экспрессия GFP у трансгенных мышей была «чистой»; лишь изредка клетки GFP не окрашивались положительно на CCK (10). Интенсивность эндогенной зеленой флуоресценции, наблюдаемой в клетках CCK, была вариабельной и часто слабой. Поэтому, чтобы облегчить двойное иммунофлуоресцентное окрашивание в этих клетках, мы проверили способность антисыворотки GFP окрашивать эндогенные GFP-экспрессирующие клетки CCK в тонком кишечнике мыши. Антисыворотка против GFP, полученная как из кроличьих, так и из куриных окрашенных клеток CCK, экспрессирующих GFP (). В последующих исследованиях для окрашивания клеток CCK использовали как кроличью, так и куриную сыворотку против GFP.

Открыть в отдельном окне

Колокализация CCK (холецистокинин) и GFP (зеленый флуоресцентный белок) в клетках CCK кишечника мыши. a Эндогенно флуоресцентный GFP ( зеленый ) в клетке CCK. b Та же клетка CCK, что и в a , окрашенная кроличьей антисывороткой к GFP ( красный ), демонстрирующая, что только клетки, эндогенно экспрессирующие GFP, окрашиваются положительно на GFP в двенадцатиперстной кишке мыши. c Объединенные изображения a , б. d Эндогенно флуоресцентный GFP в клетке CCK. e Та же клетка, что и в d , окрашенная кроличьим антителом к ​​CCK, демонстрирующая, что только клетки CCK экспрессируют GFP в двенадцатиперстной кишке мыши. f Объединенные изображения d , e. g Клетка CCK, в которой эндогенный GFP был визуализирован с помощью иммунного окрашивания сывороткой анти-GFP, выращенной у цыплят. h Та же самая клетка CCK, что и на г , окрашенная кроличьим антителом к ​​CCK, демонстрирующая, что GFP и CCK можно окрашивать с помощью иммуноокрашивания с использованием первичных антисывороток, полученных от другого вида. i Объединенные изображения г , ч . Ориентация клеток CCK относительно просвета кишечника и основания клеток показана на и и одинакова на всех других панелях ( синий ядерное окрашивание DAPI). Бар 5 мкм

Открыть в отдельном окне

a Две желтые клетки CCK при низком увеличении, демонстрирующие как эндогенную экспрессию GFP ( зеленый ), так и положительное иммуноокрашивание на GFP кроличьей анти-GFP сывороткой ( красный ). b Два желтых клеток CCK при малом увеличении, демонстрирующих как положительное иммуноокрашивание на CCK с кроличьей сывороткой против CCK ( красный ), так и на GFP с куриной анти-GFP сывороткой ( зеленый ). Обратите внимание на отростки базальных клеток CCK ( стрелки ). Обе микрофотографии были сделаны с помощью флуоресцентной ( синий ядерное окрашивание DAPI) и дифференциально-интерференционной контрастной (DIC) оптики ( л люмен). Бар 20 мкм

клетки CCK имели колбовидную или веретенообразную форму и были более многочисленны в кишечных криптах, чем в ворсинках. Мы наблюдали псевдоподообразные базальные клеточные отростки во многих клетках CCK (4). Чтобы оценить частоту базальных клеточных процессов среди клеток CCK, мы подсчитали клетки, которые были как CCK-, так и GFP-иммунопозитивными, в шести поперечных срезах двенадцатиперстной кишки. В криптах Либеркюна в 47 из 106 таких клеток обнаруживались базальноклеточные отростки (47%). В ворсинках 73 из 112 клеток CCK имели базальноклеточные отростки (65%). Большинство базальноклеточных отростков были короткими; самый длинный визуализированный отросток (около 15 мкм) проходил через три соседние клетки. Обильное иммуноокрашивание CCK присутствовало в отростках базальных клеток, что позволяет предположить, что они могут высвобождать CCK на близлежащие клетки-мишени. В криптах базальноклеточные отростки обычно распространяются на соседнюю клетку. В ворсинках отростки иногда были изогнуты и переплетались между соседними клетками. Часто одно расширение раздваивалось на два (), и множественные отростки наблюдались в небольшом проценте клеток (25 из 75 клеток CCK с базальными отростками). Трехмерные реконструкции более толстых срезов (15 мкм) позволили предположить, что эти отростки распространяются во всех направлениях и что они, вероятно, не использовались при миграции клеток CCK из крипт вверх по продольной оси ворсинок (14). Эти реконструкции также показали, что процент клеток CCK, у которых наблюдается базолатеральный отросток, мог быть искусственно занижен, поскольку отростки могут распространяться в Z-плоскости и, таким образом, быть невидимыми при наблюдении XY на срезе толщиной 5 мкм. Эта возможность была сведена к минимуму при анализе путем тщательного фокусирования вверх и вниз по каждой CCK-иммунореактивной клетке для оценки клеточных процессов, распространяющихся во всех направлениях.

Открыть в отдельном окне

a – f Примеры клеток CCK-GFP, окрашенных куриной или кроличьей антисывороткой GFP, распространяющих базальные клеточные отростки ( стрелки ) на соседние клетки. г – i , j – l Два примера колокализации ( желтый ) ССК ( красный ) с куриным GFP ( зеленый ) в отростках клеток ССК. CCK присутствует в ложноногах ( стрелки ) вместе с GFP ( синий ядерное окрашивание DAPI). Бар 5 мкм

Открыть в отдельном окне

Трехмерная реконструкция клетки ССК, расположенной в основании ворсинки ( a ). Та же клетка (показана на всех панелях) обладает раздвоенной псевдоножкой, которая простирается в пространства, отличные от непосредственно вверх или вниз по оси крипта-ворсинка ( b – i ). GFP иммуноокрашивается куриным GFP-антителом ( зеленый ), а CCK — кроличьим CCK-антителом ( красный ). Оба флуорофора представлены в виде максимальных проекций (окрашивание ядер синим DAPI). по оси X , по оси Y и по оси Z ( зеленый , красный и синий соответственно) показаны ( внизу слева ), чтобы продемонстрировать, что каждое изображение ( 9008 b – i ) поворачивается на 45° вдоль оси Y . Ось крипты-ворсинки находится прямо напротив оси X . Прутки 10 мкм ( a ), 5 мкм ( i )

Для идентификации типа или типов клеток, на которые нацелены процессы, срезы окрашивали антителами к хромогранину А (маркер нейроэндокринных клеток), фактору трилистника-3 (бокал клеточный маркер) и сахараза-изомальтаза (маркер клеток энтероцитов). Поскольку мы никогда не наблюдали ложноножки длиной более ~ 15 мкм, мы классифицировали клетки как находящиеся в пределах 1–4 клеток или > 4 клеток от клеток CCK-GFP, чтобы оценить вероятность того, что клетки CCK передают сигналы определенному типу клеток. . Как резюмировано в , мы обнаружили, что клетки CCK-GFP иногда присутствовали рядом с другими клетками CCK, но редко рядом с другими нейроэндокринными клетками. Бокаловидные клетки чаще обнаруживались в пределах 4 клеток GFP-позитивных клеток, но это, вероятно, отражало относительное количество бокаловидных клеток по сравнению с нейроэндокринными клетками в слизистой оболочке тонкой кишки (4). Мы никогда не наблюдали, чтобы ложноножки действительно заканчивались рядом с бокаловидной клеткой (10). Напротив, клетки CCK-GFP и их базальные клеточные отростки всегда располагаются рядом с энтероцитами (4).

Открыть в отдельном окне

Двойное иммунофлуоресцентное окрашивание срезов антителами против кишечного трилистника-фактора-3 ( красный ) для идентификации бокаловидных клеток и либо CCK, либо антителами GFP кролика ( зеленый ). Базальные отростки клеток CCK не контактируют с бокаловидными клетками, положительными по фактору кишечного трилистника-3 ( L люмен, синий окрашивание ядер DAPI). Бар 10 мкм

Открыть в отдельном окне

Серия изображений Z-стека ( a – j : расстояние 0,49 мкм) части двенадцатиперстной кишки мыши, дважды окрашенной на GFP ( зеленый ) в клетках CCK и факторе трилистника кишечника-3 ( красный ) в бокаловидных клетках, чтобы продемонстрировать, что отростки базальных клеток CCK не направлены на бокаловидные клетки ( наконечников стрелок бокаловидных клеток, положительных на кишечный трилистник-фактор-3, стрелка базальный отросток CCK клеток, L просвет). Микрофотографии были сделаны с использованием как флуоресцентной, так и ДИК-оптики ( синий окрашивание ядер DAPI). Bar 20 мкм

Открыть в отдельном окне

Двойное иммунофлуоресцентное окрашивание срезов антителами к сахаразе-изомальтазе ( красный ) для идентификации энтероцитов и GFP кролика ( зеленый ) для идентификации клеток ССК. Видно, что клетки CCK и их базальные клеточные отростки тесно связаны с соседними энтероцитами. В зависимости от плоскости среза либо отсутствие окрашивания сахаразой-изомальтазой ( наконечников стрелок ) или слабое окрашивание при наличии бокаловидных клеток ( стрелка ) ( L люмен, синий ядерное окрашивание DAPI). Бар 10 мкм

Таблица 2

Близость CCK-GFP-позитивных клеток к другим типам клеток в слизистой оболочке ворсинок кишечника. Срезы кишечника окрашивали антисыворотками, направленными против хромогранина А, кишечного фактора трилистника-3 или сахаразы-изомальтазы. Близость нейроэндокринных клеток, бокаловидных клеток или энтероцитов, соответственно, к клеткам CCK была установлена ​​путем определения того, находились ли они в пределах 1-4 клеток или >4 клеток от GFP-положительных клеток (9).0005 GFP+ ) клетки видны в том же срезе. Подсчитывали не менее 100 клеток каждого типа. Результаты выражены в процентах от общего числа подсчитанных клеток

Open в отдельном окне

Было показано, что соматостатиновые клетки кишечника распространяют базальные цитоплазматические отростки на соседние типы клеток и высвобождают соматостатин из этих псевдоподообразных структур (Larsson et al. 19).79). Считается, что эти клетки высвобождают соматостатин путем экзоцитоза из базолатеральных отростков с последующей диффузией на небольшие расстояния (паракринное действие) для взаимодействия с рецепторами соматостатина на клетках-мишенях. Используя этот анатомический путь, эффективные концентрации соматостатина могут быть доставлены относительно быстро к определенным клеткам-мишеням. Хорошо известно, что в желудке этот паракринный путь соматостатина регулирует секрецию гастрина и соляной кислоты (Alumets et al. 19).79). Базальные цитоплазматические клеточные отростки этих паракринных соматостатиновых клеток заканчиваются луковицеобразными вздутиями (Alumets et al., 1979). Подобные базальные цитоплазматические клеточные процессы наблюдались в кишечных пептидных клетках YY (PYY) (Karaki et al. 2006; Lundberg et al. 1982). Более того, длинные тонкие базальные отростки, описанные на клетках подвздошной кишки крысы, окрашиваются антисывороткой против гормона желудка, гастрина (Larsson and Rehfeld, 1978). Функциональное значение этих структур на клетках PYY и гастрина неизвестно.

Считается, что некоторые действия кишечных CCK опосредованы афферентными нейронами блуждающего нерва (Dockray 2009). Таким образом, базальные цитоплазматические отростки CCK-клеток, наблюдаемые в настоящем исследовании, могут быть направлены на близлежащие окончания афферентных нейронов блуждающего нерва под базальной пластинкой эпителия слизистой оболочки кишечника. Тем не менее, несколько линий доказательств указывают на отсутствие тесного анатомического контакта между клетками CCK в эпителии слизистой оболочки тонкой кишки и кишечных нервов. Немногие клетки CCK крысы находятся в тесном анатомическом контакте (<5 мкм) с афферентными аксонами блуждающего нерва, и последние не производят терминальных специализаций вблизи клеток CCK (Berthoud and Patterson 19).96). Иммуноцитохимическая локализация рецепторов CCK-A (теперь называемых рецепторами CCK-1) в тонком кишечнике крысы выявила обильную экспрессию в телах и волокнах нейронов, но не в нервных окончаниях, иннервирующих слизистую оболочку, в которой расположены CCK-клетки (Sternini et al. 1999). Мы повторили исследование Sternini et al. на крысах. (1999) на нашей мышиной модели и, используя ту же антисыворотку к рецептору CCK, смогли подтвердить отсутствие нейронов, экспрессирующих CCK-рецептор, в слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки (данные не показаны). Авторадиографическая локализация связывания насыщаемого радиолиганда CCK не выявила рецепторов CCK в слизистой оболочке тонкого кишечника собак (Mantyh et al. 19).94). В соответствии с этими выводами мы не обнаружили окрашивания рецептора CCK-1 в клетках слизистой оболочки кишечника (данные не показаны). Эти наблюдения предполагают, что клетки CCK не оказывают прямого нейрокринного действия на кишечные нервы, но не исключают паракринного действия.

Поскольку большинство клеток CCK, по-видимому, направляют свои базальные клеточные отростки к соседним или близлежащим энтероцитам, мы можем логически предположить, высвобождается ли CCK из этих отростков для воздействия на энтероциты. Основные функции энтероцитов — всасывание и секреция жидкости, транспорт ионов, витаминов и продуктов переваривания питательных веществ. Наше изучение литературы не выявило каких-либо опубликованных описаний эффектов CCK на эти функции энтероцитов. Однако анализ тканей взрослых мышей с помощью обратной транскрипции с помощью полимеразной цепной реакции выявил экспрессию рецептора CCK1 (также известного как рецептор CCK-A) в двенадцатиперстной кишке, тонкой кишке (предположительно тощей или подвздошной кишке) и толстой кишке. Лакурс и др. 1997). Этот анализ не идентифицировал тип кишечных клеток, экспрессирующих рецептор CCK1, поэтому этот молекулярный анализ может просто отражать хорошо известную экспрессию рецепторов CCK1 блуждающими афферентными нервами, присутствующими в стенках тонкой и толстой кишки (Sternini et al., 1999). ).

Возможна иная интерпретация функционального значения базальных отростков ХЦК в тонкой кишке. Было показано, что липидная перфузия просвета тонкой кишки крысы стимулирует повышенную секрецию ХЦК, и этот эффект блокируется предварительной обработкой препаратом Pluronic L-81, который ингибирует образование хиломикронов (Raybould et al. 19).98). Т.о., базальные клеточные процессы CCK, описанные здесь, могут функционировать для получения информации от энтероцитов, а не для передачи сигналов энтероцитам. Эта концепция также подтверждается отсутствием луковичных вздутий на концах отростков базальных клеток CCK, в отличие от наблюдаемых на концах отростков базальных соматостатиновых клеток, которые, как известно, участвуют в паракринной передаче сигналов (Alumets et al. 1979). . Интересно, что другая эндокринная клетка тонкого кишечника, которая стимулируется поглощенными липидами, клетка PYY, также демонстрирует базально-клеточные отростки (Karaki et al. 2006; Lundberg et al. 19).82). Будущие исследования должны различать эти различные возможности.

Рис. 4, ролик

Щелкните здесь для просмотра. ^{(12M, mov)}

Работа выполнена при поддержке гранта NIH DK38626.

Авторы благодарят Сэма Джонсона за его помощь в получении изображений и признательны центру световой микроскопии Университета Дьюка.

Дополнительные материалы в электронной форме Электронная версия этой статьи (doi:10.1007/s00441-010-0997-1) содержит дополнительные материалы, доступные авторизованным пользователям.

• Alumets J, Ekelund M, El Munshid HA, Hakanson R, Loren I, Sundler F. Топография клеток соматостатина в желудке крысы: возможное функциональное значение. Сотовые Ткани Res. 1979; 202: 177–188. [PubMed] [Google Scholar]
• Berthoud HR, Patterson LM. Анатомические взаимоотношения между афферентными волокнами блуждающего нерва и ХЦК-иммунореактивными энтероэндокринными клетками в слизистой оболочке тонкого кишечника крыс. Acta Anat (Базель) 1996; 156: 123–131. [PubMed] [Google Scholar]
• Buchan AM, Polak JM, Solcia E, Capella C, Hudson D, Pearse AG. Электронно-иммуногистохимические доказательства того, что I-клетка кишечника человека является источником CCK. Кишка. 1978;19:403–407. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Dockray GJ. Универсальность блуждающего нерва. Физиол Поведение. 2009; 97: 531–536. [PubMed] [Google Scholar]
• Duckworth CA, Pritchard DM. Подавление апоптоза, гиперплазия крипт и измененная дифференцировка в эпителии толстой кишки мышей с нулевыми генами. Гастроэнтерология. 2009; 136: 943–952. [PubMed] [Google Scholar]
• Gracz AD, Ramalingam S, Magness ST. Экспрессия Sox9 маркирует субпопуляцию CD24-экспрессирующих эпителиальных стволовых клеток тонкой кишки, которые образуют органоиды in vitro. Am J Gastrointest Liver Physiol. 2010;298:G590–G600. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Karaki S, Mitsui R, Hayashi H, Kato I, Sugiya H, Iwanaga T, Furness JB, Kuwahara A. Рецептор жирных кислот с короткой цепью, GPR43, экспрессируется Энтероэндокринные клетки и тучные клетки слизистой оболочки кишечника крыс. Сотовые Ткани Res. 2006; 324:353–360. [PubMed] [Google Scholar]
• Кижатил К., Бейкер С.А., Аршавский В.Ю., Беннетт В. Анкирин-Г способствует транспорту циклических нуклеотид-управляемых каналов к сенсорным клеткам фоторецепторов палочек. Наука. 2009 г.;323:1614–1617. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Lacourse KA, Lay JM, Swanberg LJ, Jenkins C, Samuelson LC. Молекулярная структура гена рецептора CCK-A мыши. Biochem Biophys Res Commun. 1997; 236:630–635. [PubMed] [Google Scholar]
• Ларссон Л.И., Рефельд Дж.Ф. Распределение гастрина и клеток CCK в желудочно-кишечном тракте крыс. Доказательства существования трех различных типов клеток, сохраняющих СООН-концевую иммунореактивность гастрина. Гистохимия. 1978; 58: 23–31. [PubMed] [Академия Google]
• Ларссон Л.И., Гольтерманн Н., де Магистрис Л., Рефельд Дж.Ф., Шварц Т.В. Клеточные процессы соматостатина как пути паракринной секреции. Наука. 1979; 205: 1393–1395. [PubMed] [Google Scholar]
• Liddle RA. Холецистокинин. В: Walsh JH, Dockray GJ, редакторы. Пептиды кишечника: биохимия и физиология. ворон; Нью-Йорк: 1994. С. 175–216. [Google Scholar]
• Лиддл Р.А. Холецистокининовые клетки. Annu Rev Physiol. 1997; 59: 221–242. [PubMed] [Google Scholar]
• Лундберг Дж. М., Татемото К., Терениус Л., Хеллстром П. М., Матт В., Хёкфельт Т., Хамбергер Б. Локализация пептида YY (PYY) в эндокринных клетках желудочно-кишечного тракта и влияние на кровоток и перистальтику кишечника. Proc Natl Acad Sci USA. 1982;79:4471–4475. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Mantyh CR, Pappas TN, Vigna SR. Локализация рецепторов холецистокинина А и холецистокинина В/гастрина в верхних отделах желудочно-кишечного тракта собак. Гастроэнтерология. 1994; 107:1019–1030. [PubMed] [Google Scholar]
• Нисида К., Камизато М., Каваи Т., Масуда К., Такео К., Тешима-Кондо С., Танахаши Т., Рокутан К. Интерлейкин-18 является решающим фактором, определяющим уязвимость прямой кишки мыши к психосоциальным стресс. ФАСЭБ Дж. 2009 г.;23:1797–1805. [PubMed] [Google Scholar]
• Raybould HE, Meyer JH, Tabrizi Y, Liddle RA, Tso P. Ингибирование опорожнения желудка в ответ на кишечные липиды зависит от образования хиломикронов. Am J Physiol. 1998; 274: R1834–R1838. [PubMed] [Google Scholar]
• Сэмюэл Б.С., Шайто А., Мотоике Т., Рей Ф.Е., Бакхед Ф., Манчестер Дж.К., Хаммер Р.Е., Уильямс С.К., Кроули Дж., Янагисава М., Гордон Дж.И. Влияние кишечной микробиоты на ожирение хозяина модулируется короткоцепочечным рецептором, связанным с G-белком, Gpr41, связывающим жирные кислоты. Proc Natl Acad Sci USA. 2008; 105:16767–16772. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Стернини С., Вонг Х., Фам Т., Де Джорджио Р., Миллер Л.Дж., Кунц С.М., Рив Дж.Р., Уолш Дж.Х., Рэйбоулд Х.Е. Экспрессия рецепторов холецистокинина А в нейронах, иннервирующих желудок и кишечник крыс. Гастроэнтерология. 1999; 117:1136–1146. [PubMed] [Google Scholar]
• Томпсон Л.Х., Грилиш С., Кирк Д., Бьорклунд А. Реконструкция нигростриарного дофаминового пути в мозге взрослых мышей. Евр Джей Нейроски. 2009; 30: 625–638. [PubMed] [Академия Google]

Хемотаксис: выводы из расширяющейся псевдоподии | Journal of Cell Science

Skip Nav Destination

КОММЕНТАРИЙ| 15 сентября 2010 г.

Питер Дж. М. Ван Хаастерт

Информация об авторе и статье

[email protected]

Номер в сети: 1477-9137

Номер для печати: 0021-9533

© 2010.

2010

J Cell Sci (2010) 123 (18): 3031–3037.

https://doi.org/10.1242/jcs.071118

• Разделенный экран
• Просмотры
  • Содержание артикула
  • Рисунки и таблицы
  • Видео
  • Аудио
  • Дополнительные данные
  • Экспертная оценка
• PDF
• Делиться
  • MailTo
  • Твиттер
  • LinkedIn
• Инструменты

  • Получить разрешения

  • Иконка Цитировать Цитировать

• Поиск по сайту

Цитирование

Питер Дж. М. Ван Хаастерт; Хемотаксис: выводы из расширяющейся псевдоподии. J Cell Sci 15 сентября 2010 г.; 123 (18): 3031–3037. doi: https://doi.org/10.1242/jcs.071118

Скачать файл цитаты:

• Ris (Zotero)
• Менеджер ссылок
• EasyBib
• Подставки для книг
• Менделей
• Бумаги
• Конечная примечание
• РефВоркс
• Бибтекс

Расширенный поиск

Хемотаксис — один из самых увлекательных процессов в клеточной биологии. Неглубокие градиенты хемоаттрактанта направляют движение клеток, а сложная сеть сигнальных путей каким-то образом инструктирует двигательный аппарат индуцировать ложноножки в направлении этих градиентов. Захватывающие новые эксперименты подошли к хемотаксису с точки зрения расширяющейся псевдоподии. Эти недавние исследования показали, что в отсутствие внешних сигналов клетки используют эндогенные сигналы для высокоупорядоченного расширения ложноножек, которые проявляются главным образом в виде чередующихся правых и левых расщеплений. Кроме того, хемоаттрактанты активируют другие сигнальные молекулы, которые индуцируют позиционное смещение этой базальной системы, так что расширяющиеся псевдоподы ориентируются в сторону градиента. В этом комментарии я рассматриваю результаты этих недавних экспериментов, которые в совокупности дают новый взгляд на движение клеток и хемотаксис.

Ключевые слова:

Диктиостелиум, Актин, Движение клеток, хемотаксис, Pseudopod

Многие клетки имеют способ миграции, известный как амебоидное движение, которое характеризуется частыми изменениями формы клеток в результате удлинения выступов (Friedl and Wolf, 2009; Lammermann and Sixt, 2009). Выпячивания амебоидной клетки часто называют псевдоподами или ламеллиподами; эти выступы могут принимать различную форму, которые называются тонкими филоподиями или выпуклыми лобоподиями. Псевдоподы имеют решающее значение для движения клеток, потому что они определяют скорость, направление и траекторию движения клетки. Соседние клетки могут координировать расширения псевдоподий, тем самым способствуя коллективной миграции клеток в дополнение к другим процессам, таким как контактное управление (Weijer, 2009).). Важным аспектом клеточной подвижности является способность клеток реагировать на сигналы направления ориентированным движением. Градиенты диффузных химических веществ вызывают хемотаксис (Hoeller and Kay, 2007; Weiner, 2002). Другими сигналами направления, которые могут вызвать направленное движение, являются температурные градиенты (термотаксис) или электрические поля (электротаксис) (Bahat and Eisenbach, 2006; Zhao, 2009), которые здесь не рассматриваются. Эти сигналы каким-то образом модулируют направление псевдоподий, так что в среднем клетки двигаются в направлении позиционных сигналов.

Как амебоидные клетки перемещаются и ориентируются, используя химические градиенты? Многие эксперименты решают этот вопрос, используя стратегию, которая включает воздействие на клетки градиента хемоаттрактанта с последующим измерением пространственно-временной активации сигнальных молекул, которые в конечном итоге делают возможным ориентированное движение. Этот «сигнально-центрированный» подход к пониманию клеточного движения является очень мощным средством, с помощью которого могут быть идентифицированы задействованные сигнальные пути, а также фундаментальные механизмы, лежащие в основе определения градиента, нарушения симметрии (которые могут быть вовлечены в определение клеточной полярности или формирование передний край) и усиление сигнала (которое создает внутриклеточный градиент сигнальных молекул, который намного круче, чем градиент внеклеточного хемоаттрактанта) (Franca-Koh et al., 2006; Insall, 2010; King and Insall, 2009).; Мерло и Фиртель, 2003 г.; Шнайдер и Хо, 2006). Многие из этих экспериментов были проведены с Dictyostelium . Этот генетически податливый организм движется сходным образом со многими другими амебоидными клетками и проявляет хемотаксис в ответ на очень неглубокие градиенты внеклеточного хемоаттрактанта циклического АМФ (цАМФ) (Kay et al., 2008). Неглубокий градиент цАМФ индуцирует активацию рецепторов цАМФ и связанных с ними G-белков способом, который приблизительно пропорционален крутизне градиента и лишь немного сильнее на переднем крае, чем на заднем крае клетки. Напротив, небольшая GTPase Ras и многие нижележащие компоненты активируются гораздо сильнее на переднем крае, чем на заднем крае клетки (Jin et al., 2000; Zhang et al., 2008). По крайней мере четыре сигнальных пути способствуют хемотаксису Клетки Dictyostelium : путь фосфоинозитид-3-киназы (PI3K), который продуцирует фосфатидилинозитол (3,4,5)-трифосфат [PtdIns(3,4,5) P ₃ ], который, в свою очередь, активирует Akt ( также известный как путь PKB; путь TorC2, который активирует PKBR1, растворимую гуанилатциклазу (рГЦ), которая активируется на переднем крае и продуцирует цГМФ; и путь с участием PLA2, механизм которого неизвестен (Kamimura et al., 2008; Veltman et al., 2008). Из-за множества сигнальных путей и их сложной регуляции петлями положительной и отрицательной обратной связи трудно установить связь между сигнальными путями и локомоционным аппаратом в Dictyostelium и других организмов, а также определить, как клетки на самом деле вытягивают ложноножки в направлении градиента.

Недавно исследователи применили дополнительный «псевдоподоцентрированный» подход, чтобы понять движение клеток. При таком подходе исследователи подробно наблюдают за тем, как клетки расширяют ложноножки, а затем пытаются интегрировать эти наблюдения с тем, что известно об установленных сигнальных путях (Andrew and Insall, 2007; Arrieumerlou and Meyer, 2005; Bosgraaf and Van Haastert, 2009).а; Инсал, 2010 г.; Ли и др., 2008 г.; Маэда и др., 2008 г.; Такаги и др., 2008). Было высказано предположение, что ложноножки являются самоорганизующимися структурами, что означает, что их организация в значительной степени контролируется изнутри (Karsenti, 2008). Хотя внешние сигналы могут запускать формирование и локализацию псевдоподии, в остальном псевдоподия следует типичному жизненному циклу (см. вставку 1). Недавнее внимание к ложноногам последовало за новаторской работой, проведенной в 1980-х годах, которая включала компьютерный анализ движения клеток, растяжения ложноножек и хемотаксиса (Potel and Mackay, 19). 79; Варнум-Финни и др., 1987; Варнум и Солл, 1984). Современная визуализация живых клеток и усовершенствованные компьютерные алгоритмы теперь позволяют проводить более точный анализ клеток и псевдоножек. В исследованиях, которые берут

Вставка 1. Три основные характеристики псевдоподий

Псевдоподы являются самоорганизующимися структурами (Эндрю и Инсалл, 2007; Босграаф и Ван Хаастерт, 2009a; Карсенти, 2008) Внешние сигналы могут инициировать формирование псевдоподии, но затем псевдоподия претерпевает ряд изменений формы независимо от внешних сигналов. Это означает, что хемоаттрактанты могут модулировать время и положение на клеточной поверхности, где будет формироваться ложноножка, но в остальном они будут иметь ограниченное влияние на другие свойства, такие как период роста или длина ложноножки.

Псевдоподии вытянуты перпендикулярно поверхности клетки (Mogilner and Oster, 1996; Van Haastert and Bosgraaf, 2009a) это положение клетки. Это означает, что во время навигации в хемотаксических градиентах псевдоподии не изгибаются в направлении градиента. Для направленного движения псевдоподии должны формироваться на стороне клетки, ближайшей к градиенту. Клетка очень неправильной формы не может должным образом хемотаксировать.

Псевдоподы образуются de novo или путем расщепления текущей псевдоподии (Andrew and Insall, 2007; Bosgraaf and van Haastert, 2009b) де ново). Расщепляющиеся ложноножки предпочтительно вытягиваются, чередуясь вправо или влево под небольшими углами, заставляя клетку двигаться по устойчивой зигзагообразной траектории. Псевдоподии de novo вытянуты в случайном направлении. Это означает, что отношение расщепляющихся псевдоподий к количеству псевдоподий de novo определяет постоянство движения клеток. С точки зрения хемотаксиса постоянство клеточного движения функционирует как память и интегратор направленной информации. Мутантные клетки с дефектами расщепления псевдоподий обладают очень плохой персистенцией, неэффективно перемещаются в окружающей среде и имеют нарушенный хемотаксис.

Подход, ориентированный на ложноножки, собираются большие наборы данных о пространственно-временных свойствах ложноножек, которые расширяются за счет клеток при отсутствии или наличии сигналов направления. Кроме того, исследования клеток, несущих мутации в генах, которые кодируют различные белки, участвующие в клеточном движении и хемотаксисе, начинают раскрывать механизмы, с помощью которых специфические сигнальные пути индуцируют образование псевдоподов в направлении градиента хемоаттрактанта. В этом комментарии я резюмирую эти недавние эксперименты и обсуждаю последствия этих коллективных открытий для клеточной биологии удлинения псевдоподий, движения клеток и хемотаксиса.

Традиционно движение клетки измеряют, отслеживая положение центроида клетки во времени, которое определяется как геометрический центр масс или периметр двумерного изображения клетки. Простые компьютерные алгоритмы могут обнаружить этот центроид и разбить траекторию на дискретные шаги и повороты (Li et al. , 2008; Soll et al., 2003). Однако, несмотря на то, что отслеживание центроидов позволило получить важные сведения о движении амеб (Li et al., 2008; Shenderov and Sheetz, 1997), он не может быть использован для количественного анализа ложноножек, поскольку лишь небольшая часть ложноножек клетки вызывает изменение направления ее движения (Bosgraaf, van Haastert, 2009b). Поэтому используются другие алгоритмы для идентификации контура клетки и определения псевдоподий на основе расширяющейся выпуклой области (Machacek and Danuser, 2006; Soll et al., 2003). Простое и привлекательное описание ложноножки — это вектор, соединяющий две точки на поверхности клетки: место начала и окончания роста выпячивания соответственно (Bosgraaf and Van Haastert, 2009).в). Измерения векторов, представляющих тысячи ложноножек, можно использовать для статистического анализа свойств ложноножек, включая частоту, размер, время роста и направление движения к хемоаттрактантам. Кроме того, анализ этих векторов с помощью алгоритмов автокорреляции может предоставить информацию о долговременных взаимодействиях псевдоподий (см. ниже), понимание которых сыграло важную роль в раскрытии стохастического порядка формирования псевдоподий в отсутствие внешних сигналов (Босграаф и ван Хаастерт). , 2009 г.б).

Наблюдая за положением на клеточной поверхности, где вытягиваются ложноножки, Эндрю и Инсолл обнаружили, что ложноножки часто образуются путем расщепления существующих ложноножек. У Dictyostelium и других организмов наблюдались две формы расщепления (Andrew, Insall, 2007; Bosgraaf, van Haastert, 2009b). При «Y-расщеплении» выпячивание без органелл разделяется на две псевдоподии, обе из которых увеличиваются в размерах, а затем обычно одна псевдоподия втягивается, а другая сохраняется. При «одностороннем» разделении новый псевдопод формируется сбоку от текущего псевдопода; новая псевдоподия некоторое время растет, останавливается, а затем сбоку от нее образуется новая псевдоподия. В поляризованных клетках односторонние расщепления преобладают над Y-расщеплениями, вероятно, потому, что образование односторонних расщеплений лучше сохраняет клеточную полярность. Помимо образования новой псевдоподии путем расщепления существующей псевдоподии, иногда псевдоподия образуется de novo, т. е. на части клеточной поверхности, которая какое-то время не участвовала в растяжении псевдоподии. Как будет показано ниже, расщепление псевдоподий формирует основу для персистентного движения и навигации клеток. На рис. 1 показана 9Клетка 0005 Dictyostelium , образующая псевдоногу de novo, за которой следуют три односторонних расщепления.

Удлиняющееся выпячивание создает противодействующие силы в плазматической мембране, и энергетически наиболее благоприятное направление псевдоподии перпендикулярно мембране (Mogilner and Oster, 1996) (рис. 2). Эта гипотеза была проверена на ложноногах, расширенных клетками Dictyostelium в буфере и клетками, перемещающимися в градиенте хемоаттрактанта. Действительно, морфометрический анализ показал, что клетки всегда вытягивают ложноножки перпендикулярно клеточной поверхности с относительно небольшим стандартным отклонением (Van Haastert and Bosgraaf, 2009). а). Градиент хемоаттрактанта не вызывает искривления этой ложноножки (статистически менее чем на 2 градуса). Чтобы двигаться в направлении градиента, клетка должна сформировать множество ложноножек на той стороне клетки, которая обращена к градиенту. В дополнение к этому позиционному смещению, эффективный хемотаксис требует, чтобы клетка имела гладкую эллипсоидную форму (Fig. 2). Это было продемонстрировано при изучении мутанта Dictyostelium , имеющего неправильную форму за счет делеции формина; хотя ложноножки возникли в передней части клетки, было обнаружено, что они простираются во многих разных направлениях, что приводит к плохому хемотаксису (Van Haastert and Bosgraaf, 2009).а). Представление о том, что псевдоподии всегда перпендикулярны кривизне клетки, подразумевает, что направление, которому следует псевдоподия, определяется положением на клеточной поверхности, где формируется псевдоподия, в сочетании с кривизной в этом положении.

Рис. 1.

Посмотреть в большом размереСкачать слайд

Клетка Dictyostelium движется в буфере. ( A ) Псевдоподы обозначены желтыми стрелками непосредственно перед формированием ложноножки, и они образуются либо de novo (0 секунд; указано пустой стрелкой), либо образуются в результате расщепления текущей ложноножки (18, 42, 66 секунд; указано) заполненными стрелками). ( B ) 15-минутный трек камеры. Темно-серая область указывает на ячейку в начале, тогда как светло-серая область представляет собой поверхность, покрытую ячейкой во время движения. Трек иллюстрирует результат статистического анализа нескольких сотен ложноножек: расщепление происходит преимущественно попеременно вправо-влево под небольшим углом, что заставляет клетку продолжать двигаться в том же направлении. И наоборот, псевдоподия de novo может расширяться в любом направлении, вызывая тем самым случайный поворот.

Рис. 1.

Увеличить Загрузить слайд

Клетка Dictyostelium движется в буфере. ( A ) Псевдоподы обозначены желтыми стрелками непосредственно перед формированием ложноножки, и они образуются либо de novo (0 секунд; указано пустой стрелкой), либо образуются в результате расщепления текущей ложноножки (18, 42, 66 секунд; указано) заполненными стрелками). ( B ) 15-минутный трек камеры. Темно-серая область указывает на ячейку в начале, тогда как светло-серая область представляет собой поверхность, покрытую ячейкой во время движения. Трек иллюстрирует результат статистического анализа нескольких сотен ложноножек: расщепление происходит преимущественно попеременно вправо-влево под небольшим углом, что заставляет клетку продолжать двигаться в том же направлении. И наоборот, псевдоподия de novo может расширяться в любом направлении, вызывая тем самым случайный поворот.

Как обсуждалось выше, вполне вероятно, что индуцированное градиентом позиционное смещение удлинения псевдоподий является результатом комбинирования эндогенных активаторов псевдоподов (что привело бы к расщеплению под углом 55 градусов) и активаторов, индуцированных градиентом. Используя сигнальные мутанты Dictyostelium , мы продемонстрировали, что по крайней мере три пути способствуют этому позиционному смещению: путь PI3K, путь TorC2 и белок sGC (Bosgraaf and Van Haastert, 2009a). Эти белки и/или их продукты накапливаются на восходящей стороне клетки, где они увеличивают вероятность того, что в этой области начнет формироваться ложноножка (Kamimura et al., 2008; Merlot and Firtel, 2003; Parent et al., 19).98; Veltman and Van Haastert, 2006) (рис. 4). Рисунок 3 На рисунке показана клетка, сформировавшая ложноножку слева и вытянувшая новую ложноножку. ( A ) Влияние собственных сигналов на формирование ложноножек в буфере. Линии показывают измеренную вероятность того, что новый псевдопод начнется в данной позиции. Было высказано предположение, что четыре регулятора участвуют в удлинении ложноножек, которое происходит в отсутствие внешних сигналов: цГМФ индуцирует миозиновые филаменты, которые ингибируют образование ложноножек de novo в теле клетки, PLA2 стимулирует расщепление ложноножек, неизвестные регуляторы ингибируют образование новых ложноножек. псевдоподия на кончике текущей псевдоподии и неизвестные регуляторы также стимулируют попеременное расщепление вправо-влево. Черная стрелка указывает наиболее вероятное направление расширения новых псевдоподий. ( B ) Влияние внутренних и внешних сигналов на образование ложноножек во время хемотаксиса. Градиент цАМФ активирует цГМФ и PLA2, тем самым усиливая расщепление псевдоподов, и локально активирует белок PI3K, TorC2 и sGC. Вероятность того, что новый псевдопод сформируется в данном месте, зависит от относительной силы эндогенных сигналов и сигналов, индуцированных хемоаттрактантом. Красная стрелка указывает вероятное направление новой псевдоподии в буфере, тогда как черная стрелка указывает направление в градиенте; изменение направления определяется как смещение, вызванное градиентом. Адаптировано из ранее опубликованного рисунка (Bosgraaf and Van Haastert, 2009 г.).а). Рисунок 3 На рисунке показана клетка, сформировавшая ложноножку слева и вытянувшая новую ложноножку. ( A ) Влияние собственных сигналов на формирование ложноножек в буфере. Линии показывают измеренную вероятность того, что новый псевдопод начнется в данной позиции. Было высказано предположение, что четыре регулятора участвуют в удлинении ложноножек, которое происходит в отсутствие внешних сигналов: цГМФ индуцирует миозиновые филаменты, которые ингибируют образование ложноножек de novo в теле клетки, PLA2 стимулирует расщепление ложноножек, неизвестные регуляторы ингибируют образование новых ложноножек. псевдоподия на кончике текущей псевдоподии и неизвестные регуляторы также стимулируют попеременное расщепление вправо-влево. Черная стрелка указывает наиболее вероятное направление расширения новых псевдоподий. ( B ) Влияние внутренних и внешних сигналов на образование ложноножек во время хемотаксиса. Градиент цАМФ активирует цГМФ и PLA2, тем самым усиливая расщепление псевдоподов, и локально активирует белок PI3K, TorC2 и sGC. Вероятность того, что новый псевдопод сформируется в данном месте, зависит от относительной силы эндогенных сигналов и сигналов, индуцированных хемоаттрактантом. Красная стрелка указывает вероятное направление новой псевдоподии в буфере, тогда как черная стрелка указывает направление в градиенте; изменение направления определяется как смещение, вызванное градиентом. Адаптировано из ранее опубликованного рисунка (Bosgraaf and Van Haastert, 2009 г.).а).

Наконец, в дополнение к этим пространственным эффектам, градиент также вызывает подавление образования псевдоподий de novo, за счет чего увеличивается время сохранения движения. Это усиленное хемоаттрактантом расщепление псевдоподов опосредуется двумя другими сигналами посредством активации PLA2 и продукции cGMP с помощью sGC (Bosgraaf and Van Haastert, 2009a).

Расщепление псевдопод индуцирует постоянство движения: клетка имеет сильную тенденцию продолжать движение в том же направлении (Andrew and Insall, 2007; Bosgraaf and van Haastert, 2009).б; Ли и др., 2008). Как упоминалось выше, постоянство за счет расщепления псевдоподов действует как память о направлении с временной шкалой около десяти расширений псевдоподов. В градиенте память постоянства функционирует как интегратор позиционного смещения, которому подверглись предыдущие ~ 10 псевдоподий. Следовательно, смещение, которое градиент оказывает на каждую псевдоподию, может быть очень небольшим, потому что клетка становится лучше ориентированной в сторону градиента при каждом последующем расщеплении псевдоподии, пока не будет достигнуто устойчивое состояние.

Рис. 4.

Просмотреть в большом размереСкачать слайд

Интеграция подходов, ориентированных на сигнал и псевдоножек. Исследования, которые изучают и отслеживают трансдукцию градиента цАМФ, выявили участие нескольких сигнальных путей и продемонстрировали центральную роль в активации Ras. Исследования, изучающие, как формируются псевдоподии, определили способ движения клеток и роль сигнальных путей в удлинении псевдоподий. cAR, рецептор цАМФ; RasC/G, два Ras-белка, участвующих в хемотаксисе; sGCp, белок sGC, АК, арахидоновая кислота как потенциальный медиатор активации PLA2.

Рис. 4.

Просмотреть в большом размереСкачать слайд

Интеграция подходов, ориентированных на сигнал и псевдоножек. Исследования, которые изучают и отслеживают трансдукцию градиента цАМФ, выявили участие нескольких сигнальных путей и продемонстрировали центральную роль в активации Ras. Исследования, изучающие, как формируются псевдоподии, определили способ движения клеток и роль сигнальных путей в удлинении псевдоподий. cAR, рецептор цАМФ; RasC/G, два Ras-белка, участвующих в хемотаксисе; sGCp, белок sGC, АК, арахидоновая кислота как потенциальный медиатор активации PLA2.

Чувствительность клетки к очень мелким градиентам зависит от отношения сигнал/шум, т. е. способности ощущать разницу в концентрации хемоаттрактанта в клетке (сигнал) на фоне неизбежного шума, создаваемого стохастическими вариациями. занятости и активации рецепторов (Berg and Purcell, 1977; Rappel and Levine, 2008; Ueda and Shibata, 2007; Van Haastert and Postma, 2007). Шум можно значительно уменьшить, если градиент измеряется ячейкой неоднократно, а затем усредняется (Ueda, Shibata, 2007; Van Haastert, Postma, 2007). Усреднение пространственной информации во времени требует быстрых взаимодействий лиганд-рецептор в сочетании с пространственной и временной интеграцией активности рецептора. В Dictyostelium , комплекс цАМФ-рецептор имеет время жизни ~1 секунду. Медленно диффундирующие вторичные мессенджеры, такие как PtdIns(3,4,5) P ₃ , интегрируют взаимодействия цАМФ-рецептора в течение ~10-секундного интервала; более длительные периоды интеграции для этих молекул невозможны, потому что диффузия вызывает потерю пространственной информации (Van Haastert and Postma, 2007). Память, которую несут десять расщеплений псевдоподов, увеличивает время интеграции до ~ 180 секунд. Поскольку шум снижается с квадратным корнем из времени интегрирования, коллективное усреднение информации о рецепторах за счет медленного распространения вторичных мессенджеров и расщепления псевдоподов увеличивает чувствительность клеток к обнаружению неглубоких градиентов примерно в 13 раз.

Эксперименты показывают, что решающим моментом для клеточного движения и хемотаксиса является положение на клеточной поверхности, где зарождается ложноножка, потому что после этого начинается самоорганизация, и ложноножки растут перпендикулярно клеточной поверхности в течение определенного времени и на определенное расстояние . Вероятно, нет принципиальных различий между движением клеток в буфере и движением в неглубоких или крутых градиентах хемоаттрактанта. Упорядоченное расширение расщепления псевдоподов и формирование псевдоподов de novo, что приводит к постоянному движению в буфере, продолжается с той же частотой в неглубоких градиентах. Низкие концентрации индуцированных градиентом сигнальных молекул недостаточны, чтобы вмешиваться во время цикла псевдоподии, но индуцируют позиционное смещение, где начинается новая псевдоподия. Крутой градиент индуцирует высокие локальные концентрации активности, индуцирующей псевдоподии, которая не только сильно влияет на положение новой псевдоподии, но также может мешать эндогенному времени удлинения псевдоподии.

Наблюдения за расширением ложноножек у Dictyostelium предполагают, что хемотаксис не является детерминированным: градиент не определяет удлинение ложноножек, время или направление. Вместо этого хемотаксис является вероятностным: клетки имеют сильный базальный цикл псевдоподий с неслучайными вероятностями времени и места, в которых происходит удлинение псевдоподий. Градиент хемоаттрактанта индуцирует смещение этих вероятностей, так что в среднем больше ложноножек инициируется на той стороне клетки, которая ближе всего к градиенту. Этот вероятностный взгляд на хемотаксис может быть верным и для других способов ориентированного движения клеток, таких как электротаксис или термотаксис. В электрических полях сигнальные молекулы, такие как PI3K и sGC, перемещаются к анодной или катодной стороне приложенного электрического поля и увеличивают вероятность образования псевдоподий, тем самым вызывая направленное движение (Sato et al., 2009).; Чжао и др., 2006).

Хотя большая часть этого обсуждения основана на результатах исследований Dictyostelium , весьма вероятно, что хемотаксис других организмов опосредуется подобным стохастическим смещением базального цикла псевдоподий (Arrieumerlou and Meyer, 2005). Расщепление псевдоподий — основа персистентного клеточного движения — наблюдается в разных типах клеток (Andrew and Insall, 2007). В клетках многих организмов хемоаттрактанты регулируют F-актин в переднем крае для образования выпячиваний и регулируют миозиновые филаменты в задней части клетки, чтобы подавить образование псевдоподов de novo и способствовать образованию втягивающихся уроподов. Однако молекулы, которые регулируют рост цитоскелета и ложноножек, могут различаться у разных организмов. В частности, роль PI3K-PtdIns(3,4,5) P ₃ передача сигналов в этих процессах, вероятно, сохраняется между Dictyostelium , нейтрофилами и другими типами клеток в других организмах. myosin в Dictyostelium опосредуется Rho-ассоциированной протеинкиназой (ROCK) в клетках млекопитающих (Li et al., 2005; Schneider and Haugh, 2006; Smirnova and Segall, 2007).

Сигнальные пути, индуцированные хемоаттрактантами, часто запутываются в сложных нелинейных петлях обратной связи, вызывая нарушение симметрии, адаптацию и усиление (Iglesias and Devreotes, 2008). Такие сложные регуляторные пути, вероятно, были включены в ходе эволюции для улучшения отношения сигнал/шум, тем самым делая возможным хемотаксис в более мелких градиентах. Однако в этой стохастической модели хемотаксиса, управляемого псевдоподами, ни одна из этих петель не является существенной для определения градиента. Действительно, 9Мутантные клетки 0005 Dictyostelium , в которых ингибированы все четыре сигнальных фермента (PI3K, TorC2, PLA2 и sGC), обнаруживают хороший хемотаксис, но только в очень крутых градиентах (Veltman et al. , 2008). В мутантных клетках, в которых активен только один из четырех ферментов, хемотаксис происходит в градиентах, которые примерно в 8 раз меньше, тогда как наличие всех четырех путей обеспечивает хемотаксис в градиентах, которые примерно в 150 раз меньше (мои неопубликованные результаты). .

Предлагаю подойти к проблеме хемотаксиса с двух сторон (рис. 4). Подход, который следует за сигналом, переносимым градиентом цАМФ, исследует временную и пространственную активацию сигнальных путей. Этот подход очень эффективен для обнаружения регуляторных механизмов в восходящей части процесса сенсорной трансдукции, таких как адаптация и нарушение симметрии, которые, вероятно, происходят на уровне активации Ras (Zhang et al., 2008). Наоборот, подход, ориентированный на псевдоподии, может обеспечить более механистическое понимание того, как сигнальные пути синергируют, как они взаимодействуют с цитоскелетом и как они влияют на формирование псевдоподий. Эти методы позволят охарактеризовать базальный способ формирования псевдоподий, что будет способствовать нашему пониманию хемотаксиса.

Я благодарен Леонарду Босграафу, Арьяну Кортхольту и Инеке Кейзер-Ганнинк за обсуждения и критические комментарии к рукописи.

Эндрю

Н.

,

Инсолл

Р. Х.

(

2007

).

Хемотаксис в неглубоких градиентах опосредуется независимо от PtdIns 3-киназы за счет предвзятого выбора между случайными выступами

.

Нац. Клеточная биол.

9

,

193

—

200

.

Arrieumerlou

C.

,

Meyer

T.

(

2005

).

Модель локальной связи и параметр компаса для эукариотического хемотаксиса

.

Дев. Ячейка

8

,

215

—

227

.

Бахат

А.

,

Айзенбах

М.

(

2006

).

Термотаксис сперматозоидов

.

Мол. Клеточный эндокринол.

252

,

115

—

119

.

Berg

H.C.

,

Purcell

E. M.

(

1977

).

Физика хеморецепции

.

Биофиз. Дж.

20

,

193

—

219

.

Bosgraaf

L.

,

Van Haastert

P. J. M.

(

2009a

).

Навигация хемотаксических клеток за счет параллельной передачи сигналов к сохранению и ориентации ложноножек

.

PLoS ONE

4

,

e6842

.

Bosgraaf

L.

,

Ван Хаастерт

PJM

(

2009b

).

Упорядоченное удлинение псевдоподий амебоидной клеткой при отсутствии внешних сигналов

.

PLoS ONE

4

,

e5253

.

Bosgraaf

L.

,

Van Haastert

PJM

(

2009c

).

Quimp3, автоматизированный алгоритм отслеживания псевдоподов

.

Ячейка Adh. Мигр.

4

,

1

.

Bourne

H. R.

,

Weiner

O.

(

2002

).

Химический компас

.

Природа

419

,

21

.

Franca-Koh

J.

,

Камимура

Y.

,

Devreotes

стр.

(

2006

).

Навигационные сигнальные сети: хемотаксис у Dictyostelium discoideum

.

Курс. мнение Жене. Дев.

16

,

333

—

338

.

Friedl

P.

,

Wolf

K.

(

2009

).

Пластичность клеточной миграции: многомасштабная модель настройки

.

J. Cell Biol.

188

,

11

—

19

.

Гейл

М. Х.

,

Бун

К. В.

(

1970

).

Движение фибробластов мыши в культуре тканей

.

Биофиз. Дж.

10

,

980

—

993

.

Гериш

Г.

,

Келлер

Х.У.

(

1981

).

Хемотаксическая переориентация гранулоцитов, стимулированных микропипетками, содержащими fMet-Leu-Phe

.

J. Cell Sci.

52

,

1

—

10

.

Hoeller

O.

,

Kay

R.

(

2007

).

Хемотаксис в отсутствие градиентов PIP3

.

Курс. биол.

17

,

813

—

817

.

Иглесиас

P. A.

,

Devreotes

PN

(

2008

).

Навигация по моделям хемотаксиса

.

Курс. мнение Клеточная биол.

20

,

35

—

40

.

Insall

RH

(

2010

).

Понимание хемотаксиса эукариот: точка зрения, ориентированная на ложноножки

.

Нац. Преподобный Мол. Клеточная биол.

11

,

453

—

458

.

Джин

Т.

,

Чжан

Н.

,

Лонг

Ю.

,

Parent

C.A.

,

Devreotes

PN

(

2000

).

Локализация бетагамма-комплекса G-белка в живых клетках при хемотаксисе

.

Наука

287

,

1034

—

1036

.

Камимура

Ю.

,

Сюн

Ю.

,

Иглесиас

P. A.

,

Hoeller

O.

,

Bolourani

P.

,

Devreotes

P. N.

(

999999444444444444444444444444444444444444444444444. N.

(

).

Независимая от PIP3 активация TorC2 и PKB на переднем крае клетки опосредует хемотаксис

.

Курс. биол.

18

,

1034

—

1043

.

Карсенти

Э.

(

2008

).

Самоорганизация в клеточной биологии: краткая история

.

Нац. Преподобный Мол. Клеточная биол.

9

,

255

—

262

.

Kay

R. R.

,

Langridge

P.

,

Traynor

D.

,

Hoeller

O.

(

O.

(

O.

(

4.0004 2008

).

Изменение направления в изучении хемотаксиса

.

Нац. Преподобный Мол. Клеточная биол.

9

,

455

—

463

.

King

J. S.

,

Insall

R. H.

(

2009

).

Хемотаксис: путь вперед с Dictyostelium

.

Ячейка трендов. биол.

19

,

523

—

530

.

Kutscher

B.

,

Devreotes

P.

,

Iglesias

P. A.

(

2004

).

Механизм локального возбуждения, глобального торможения для определения градиента: интерактивный апплет

.

Науч. СТКЭ

2004

,

пл3

.

Lammermann

T.

,

Sixt

M.

(

2009

).

Механические способы миграции «амебоидных» клеток

.

Курс. мнение Клеточная биол.

21

,

636

—

644

.

Levine

H.

,

Kessler

D. A.

,

Rappel

W. J.

(

2006

).

Направленное зондирование при эукариотическом хемотаксисе: сбалансированная модель инактивации

.

Проц. Натл. акад. науч. США

103

,

9761

—

9766

.

LI

L.

,

Norrelykke

S. F.

,

COX

E. C.

(

2008

).

Персистентное движение клеток в отсутствие внешних сигналов: стратегия поиска эукариотических клеток

.

PLoS ONE

3

,

e2093

.

Li

Z.

,

Dong

X.

,

Wang

Z.

,

Liu

W.

,

Deng

N.

,

Дин

Ю.

,

Тан

Л.

,

Хла

Т.

Компьютерная реконструкция и анализ движения трехмерной ячейки

.

ScientificWorldJournal

3

,

827

—

841

.

Такаги

Ч.

,

SATO

M. J.

,

Yanagida

T.

,

UEDA

M.

(

2008

).

Функциональный анализ спонтанного движения клеток в различных физиологических условиях

.

PLoS ONE

3

,

e2648

.

Уэда

М.

,

Шибата

Т.

(

2007

).

Стохастическая обработка сигналов и трансдукция при хемотаксическом ответе эукариотических клеток

.

Биофиз. Дж.

93

,

11

—

20

.

Van Haastert

PJM

,

Postma

M.

(

2007

).

Смещенное случайное блуждание из-за стохастических флуктуаций взаимодействия хемоаттрактанта с рецептором на нижнем пределе обнаружения

.

Биофиз. Дж.

93

,

1787

—

1796

.

Van Haastert

P. J.

,

Bosgraaf

L.

(

2009a

).

Локальная кривизна клеток направляет псевдоподии к хемоаттрактантам

.

HFSP J.

3

,

282

—

286

.

Van Haastert

PJM

,

Bosgraaf

L.

(

2009b

).

Стратегия поиска пищи амебоидными клетками за счет увеличения длины прогона, вызванного голоданием

.

PLoS ONE

4

,

e6814

.

Варнум

Б.

,

Солл

Д. Р.

(

1984

).

Влияние цАМФ на подвижность одиночных клеток Dictyostelium

.

J. Cell Biol.

99

,

1151

—

1155

.

Varnum-Finney

B. J.

,

Voss

E.

,

Soll

D. R.

(

1987

).

Частота и ориентация формирования псевдоподий хемотаксиса Dictyostelium discoideum amebae в пространственном градиенте: дополнительные доказательства временного механизма

.

Селл Мотил. Цитоскелет

8

,

18

—

26

.

Veltman

D.M.

,

Van Haastert

P.J.M.

(

2006

).

Белок гуанилатциклазы и продукт цГМФ независимо контролируют переднюю и заднюю части хемотаксирующих клеток Dictyostelium

.

Мол. биол. Сотовый

17

,

3921

—

3929

.

Veltman

D. M.

,

Keizer-Gunnink

I.

,

Van Haastert

P. J. M.

(

2008

).

Четыре ключевых сигнальных пути, опосредующих хемотаксис у Dictyostelium discoideum

.

J. Cell Biol.

180

,

747

—

753

.

Weijer

CJ

(

2009

).

Коллективная миграция клеток в процессе развития

.

J. Cell Sci.

122

,

3215

—

3223

.

Weiner

НД

(

2002

).

Регуляция клеточной полярности во время эукариотического хемотаксиса: хемотаксический компас

.

Курс. мнение Клеточная биол.

14

,

196

—

202

.

Zhang

S.

,

Charest

P. G.

,

Firtel

R. A.

(

2008

).

Пространственно-временная регуляция активности Ras обеспечивает направленное зондирование

.

Курс. биол.

18

,

1587

—

1593

.

Чжао

М.

(

2009

).

Электрические поля при заживлении ран. Основной сигнал, управляющий миграцией клеток

.

Семин. Сотовый Дев. биол.

20

,

674

—

682

.

Чжао

М.

,

Сун

Б.

,

Пу

Дж.

,

Wada

T.

,

Reid

B.

,

Tai

G.

,

Wang

F.

,

Guo

A.

,

Вальчиско

П.

,

Гу

Ю.

, и др. . (

2006

).

Электрические сигналы контролируют заживление ран с помощью фосфатидилинозитол-3-ОН киназы-гамма и PTEN

.

Природа

442

,

457

—

460

.

Узнайте о псевдоподах | Chegg.com

Псевдоподы Определение

Псевдоподы определяются как небольшие выступы, которые выходят из протистов и помогают в движении и захвате добычи.

Обзор псевдоподов

Псевдоподы определяются как выросты, которые выходят из клеточной мембраны простейших и помогают организму захватывать добычу и перемещаться из одного места в другое. Он состоит из микротрубочек, которые в значительной степени поддерживают движение протистов. Ламеллиподий заполняется цитоплазмой, образуя выступы псевдоподий. Эти типы выступов сокращаются и расширяются во время полимеризации актина. Эти сокращения и расслабления толкают клетку вперед. У некоторых животных псевдоподии представляют собой приспособления, которые помогают животным эффективно перемещаться в окружающей среде.

Есть вопрос по этой теме?

What you’ll learn:

• pseudopod Definition
• Overview of Pseudopod
• Types of Pseudopods:
• Functions of Pseudopod:
• Examples of Pseudopod:

Types of Pseudopods:

Pseudopods are of different sizes , типы и формы. Различают следующие типы псевдоподий:

• Лобоподии: Этот тип ложноножек имеет форму пальца и чаще всего встречается в природе. Они делятся на луковичные, тупые и короткие отростки, которые включают как эктоплазму, так и эндоплазму. Этот тип ложноножек наблюдается у лопастных амеб, у которых ложноножки одни из самых крупных.

• Филоподии: Этот тип ложноножек похож на нить и имеет тонкую структуру. Он чрезвычайно тонкий и нитевидный с острыми концами, состоящими из эктоплазмы. Микрофиламенты поддерживают проекцию этого типа ложноножек. Примером организма с филоподиями является Euglypha. Филоподии состоят из различных модификаций. Например, филоподии похожи на гранулоподии. Гранулоподии представляют собой структуру с гранулами, и эти гранулы известны как экструсомы. Гранулоретикулоподия — это другое несоответствие гранулоподии, которое находится между ретикулоподией и филиподией.

• Ретикулоподии: образует сеть, известную как ретикулум. Он также известен как ретикулезные псевдоподии. Он образует выступообразный комплекс, в котором псевдоподии сливаются друг с другом и образуют неправильную сетчатую структуру. Этот тип ложноножек наблюдается у Foramineferans.

• Аксоподии: псевдоподии этого типа покрыты цитоплазмой; следовательно, он чаще всего используется для проглатывания пищевых частиц и процесса фагоцитоза. К организмам, имеющим этот тип псевдоподий, относятся Heliozoa и Radiolaria.

Функции псевдоподов:

Псевдоподы в основном выполняют две функции — заглатывание пищи (захват добычи) и передвижение. Например, амеба может ползти за счет сокращения нити и расширения цитоплазмы. По мере продвижения вперед ложноножки выпячиваются от края клетки, чтобы поглотить целый организм. Помимо этого, ложноножки также используются в процессе проглатывания и захвата добычи. Они также используются при проглатывании гранулированных веществ. Это необходимо для обнаружения добычи. Он поддерживает такие организмы, как амебы, и помогает им удалять антигены и токсины из организма посредством процесса, называемого фагоцитозом.

Примеры псевдоподов:

Различные типы организмов используют этот отросток или псевдопод для приема внутрь. Псевдопод также важен для осуществления процесса передвижения. Эти прогнозы можно наблюдать в следующем:

• Ризоподы: Псевдоподии — это особенность простейших организмов группы, известных как корненожки, важный представитель царства протистов. Он помогает этим организмам во время передвижения. Псевдоножки помогают корненогам перемещаться из одного места в другое. Он также помогает процессу проглатывания, захватывая добычу, которая находится рядом с корненожками.

• Лейкоциты: Они играют очень важную роль в обеспечении защиты организма. Это часть иммунной системы. Он также известен как лейкоциты и защищает организм от вирусов, бактерий и патогенов, которые атакуют части тела. Эти клетки имеют ложноножки в качестве выступов, которые осуществляют процесс фагоцитоза и помогают защитить организм от антигенов.

Продолжайте учиться

Что изучать дальше на основе учебной программы колледжа

Цикл лимонной кислотыСхема промежуточных филаментовЗапас питательных веществ и цитозольФункции микрофиламентаДвижение жгутикаДвижение в клеткеПроцесс окислительного фосфорилированияКератин как промежуточные филаменты

Морфологические критерии псевдоподов в поверхностной микроскопии | JAMA Dermatology

Эта проблема

• Скачать PDF
• Полный текст

• Поделиться

  Твиттер Фейсбук Эл. адрес LinkedIn

• Процитировать это
• Разрешения

Артикул

Апрель 1995 г.

Скотт В. Мензис, MBBS, PhD ^{; Керри А. Кротти, MBBS, BSc (Med), FRCPA ; Уильям Х. Маккарти, MBBS, MEd, FRACS}

Принадлежности авторов

Сиднейское отделение меланомы, хирургическое отделение (доктор Мензис и Маккарти) и отделение патологии (доктор Кротти) Сиднейского университета (Австралия).

Арка Дерматол. 1995;131(4):436-440. doi: 10.1001 / archderm.1995.016064010

Полный текст

Абстрактный

Фон и дизайн: Было показано, что микроскопия поверхности кожи in vivo (масляная эпилюминесценция, дерматоскопия и дерматоскопия) значительно улучшает клиническую диагностику меланомы. Псевдоножки — это морфологическая особенность, видимая при поверхностной микроскопии, которая соответствует радиальному росту опухоли при меланоме. Хотя это один из наиболее специфических поверхностных микроскопических признаков инвазивной меланомы, он остается плохо определенным. Мы изучили 239пигментные поражения, 80 меланом (62 инвазивных и 18 in situ) и 159 случайно выбранных пигментных немеланом. Мы сфотографировали эти поражения in vivo с помощью иммерсионного масла и камеры Heine Dermaphot (Heine Ltd, Herrsching, Germany). Затем мы оценили поражения «слепым» способом на наличие псевдоножек на основе строго определенных морфологических критериев.

Результаты: Мы определили морфологические критерии псевдоподии. Как определено, псевдоподия сохранила 97% специфичность и 23% чувствительность для инвазивной меланомы. Не было замечено различий в средней толщине Бреслоу между меланомами с псевдоножками и без них. Ни в одной из меланом in situ не было обнаружено псевдоподий.