WikiDer > Подосома

Podosome
Подосома
Клетки метастатической меланомы Nci-vol-9872-300.jpg
Подосомы (желтые) в меланома клетки вместе с ядра клеток (синий), актин (красный) и регулятор актина (зеленый).
Подробности
Идентификаторы
латинскийПодосома
MeSHD000069261
THH1.00.01.1.02034
Анатомическая терминология

Подосомы конические, актин-богатые структуры на внешней поверхности плазматическая мембрана из клетки животных.[1] Их размер колеблется от примерно 0,5 мкм до 2,0 мкм в диаметре. Эти уникальные структуры, которые обычно расположены на периферии клеточной мембраны, демонстрируют поляризованный характер распределения в мигрирующих клетках, располагаясь на передней границе между ламеллиподиум и ламели.[2] Их основное предназначение связано с сотовой подвижность и вторжение; следовательно, они служат как местами прикрепления, так и деградации на всем протяжении внеклеточный матрикс. Многие различные специализированные клетки демонстрируют эти динамические структуры, такие как инвазивные рак клетки остеокласты, гладкомышечные клетки сосудов, эндотелиальные клеткии некоторые иммунные клетки, такие как макрофаги и дендритные клетки.[3]

Характеристики

Подосома состоит из ядра, богатого актином, окруженного белками адгезии и каркаса. В актиновые нити в этих структурах сильно регулируются многими нуклеаторами актина, активаторами полимеризации, связывающими актин и сшивающими белками, киназы, маленький GTPasesи белки каркаса; следовательно, полный оборот актина происходит за секунды.[4] Чтобы отличить подосомы от других типов клеточных адгезий, белок Tks5 и WASP (Белок синдрома Вискотта – Олдрича) используются как маркеры рядом с актин, кортактин и Комплекс Арп2 / 3 локализовать и изолировать эти выступы, потому что Tks5 и WASP уникальны для подосомы по сравнению с другими клеточными структурами на основе актина.[5][неудачная проверка]

По своей внешней структуре подосомы демонстрируют две отличительные особенности: актиновое ядро ​​и кольцевой комплекс. В основном координаторы нуклеация актина найдены. В частности, Комплекс Арп2 / 3 и WASP, когда он находится близко к плазматической мембране, или кортактин, когда он находится дальше, составляют эту группу белков. В радиальном направлении от плотного ядра актина исходят актиновые филаменты, достигающие плазматической мембраны и между соседними подосомами.[6]

В кольцевом комплексе, интегрины а связанные с интегрином белки служат для соединения цитоскелета с интегринами клеточной поверхности, образующими выступ наружу.[7] Первоначальные исследования показали, что надстройка подосом была цилиндрической, но новые достижения в биовизуализация техники изменили это восприятие и показывают комплекс колец для отображения многоугольный форма. Эти открытия стали возможными благодаря применению байесовской аналитики моргания и отбеливания к данным, полученным из стандартных широкопольная микроскопия с использованием клеток, которые экспрессировали флуоресцентно меченые белки, специфичные для кольцевого комплекса подосом.[8]

Обычно размер подосомы составляет от 0,5 до 2,0 мкм в диаметре и глубине. Продолжительность жизни структуры составляет всего несколько минут, что намного меньше, чем наблюдается у инвадоподий.[9][10]

Функция

Считается, что подосомы тесно связаны с подвижностью клеток в тканях. микросреды через координацию деградации внеклеточного матрикса с движением клеток. Миграция клеток необходима для правильного эмбриональное развитие и по достижении зрелости лечение раны и воспалительная реакция.[11] Примеры такого поведения подвижных клеток включают: трансэндотелиальная миграция дендритных клеток, миграции эндотелиальных клеток аорты для ремоделирования артериальных сосудов и инфильтрации тканей макрофагами. Аберрации в миграции клеток лежат в основе патологий, связанных с развитием, сосудистой сетью и иммунитетом. Следовательно, подосомы присутствуют в типах клеток, связанных с ремоделированием тканей и иммунной системой.[12][13]

Пациенты, страдающие Синдром Вискотта – Олдрича демонстрируют через свои иммунные клетки постоянные доказательства роли, которую подосомы выполняют в подвижности клеток. У этих пациентов нет полностью сформированного WASP, который, как было показано в предыдущих исследованиях, локализуется в подосомах и является неотъемлемой частью их образования.[14] Дендритные клетки и макрофаги иммунной системы этих пациентов не проявляют подосомных образований и демонстрируют дефекты клеточного движения в тканевом микроокружении.[15] Некоторые исследователи подозревают, что подосомы могут быть вовлечены в миграцию клеток нервного гребня. Пациенты, которые выставляются Синдром Франк-тер Хаара как известно, являются мутантами по специфическому для подосомы белка Tks4 и демонстрируют дефекты в нервный гребень клеточная миграция.[16]

В дополнение к известным функциям подосом, исследования показывают, что эти динамические структуры также обладают механосенсорными свойствами.[17] На начальное образование подосом, по-видимому, влияет структура и состав нижележащего субстрата, включая присутствие и распределение специфических лиганды.[18] Различные рецепторы интегрина контролируют механические свойства клеточного микроокружения и могут влиять на формирование подосомы и инициировать ее. После полного формирования целостность матричного субстрата определяет продолжительность жизни подосомы с повышенной жесткостью, что приводит к большей выносливости и более близкому расстоянию между участками подосомы.[19]

Некоторые исследования указывают на предполагаемую роль подосом даже в регуляции функции стволовых клеток костного мозга. Подосомы широко представлены in vitro на мезодермальные клетки-предшественники (ПДК), клетка, способная дифференцироваться в мезенхимальные стромальные клеткиБыло высказано предположение, что подосомы играют важную роль в мобилизации ПДК в случае физиологической потребности.[20]

Роль в остеокластах

Остеокласты большие, многоядерные костные клетки которые проводят процесс резорбция кости. В этом процессе ремоделирования подосомы играют важную роль.[21] Во время созревания предшественников остеокластов группы подосом образуют более упорядоченные кольцевые структуры, которые в конечном итоге сливаются в полосу по периферии клетки. Получающееся в результате расположение подосом сильно взаимосвязано посредством плотной радиальной сети актиновых филаментов, которые проходят между соседними подосомами и на них.[22]

Накопление F-актин, винкулин, паксиллин, и α-актин в подосомах сливающейся полосы сигнализирует о развитии полностью созревшего остеокласта.[23] После начала резорбции кости полоса подосом разбирается, оставляя после себя сетку, состоящую в основном из F-актина, которая функционирует как «зона уплотнения». Эта зона уплотнения становится местом прикрепления остеокластов к костному матриксу.[24] Ингибирование резорбции костной ткани посредством лекарственного вмешательства приводит к отсутствию подосомальной полосы во время ранней дифференцировки остеокластов и окончательному отсутствию зоны уплотнения.[25]

История

В начале 1980-х куриный эмбрион фибробласты были преобразованы с помощью Вирус саркомы Рауса (RSV), содержащий онкоген v-src. Эта трансформация вызвала перемещение винкулин и α-актин в цитоскелет из очаговые спайки образуя круговые кластеры. Позже, в 1985 году, с использованием тех же клеток было показано, что эти белковые кластеры локализованы в выступах в вентральной плазматической мембране, являются сайтами адгезии субстрата; следовательно, эти структуры были названы подосомами, что указывает на их ступенчатый характер в клетках. В 1989 году было продемонстрировано, что эти подосомы играют роль в деградации матрикса. Чтобы отразить эту недавно обнаруженную разрушительную природу, имя инвадоподии был отдан этим динамическим структурам.[26]

Поскольку оба термина invadopodia и podosomes изначально использовались для обозначения идентичных структур в идентичных клеточных линиях, существует путаница по поводу номенклатуры. Обычно, когда эти структуры обнаруживаются в нормальных клетках, их называют подосомами, а в раковых клетках - инвадоподии.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Rottiers, P; Saltel, F; Daubon, T; Шеньи-Делаланд, B; Тридон, В; Billottet, C; Reuzeau, E; Génot, E (1 декабря 2009 г.). «TGFbeta-индуцированные эндотелиальные подосомы опосредуют деградацию коллагена базальной мембраны в артериальных сосудах». Журнал клеточной науки. 122 (Pt 23): 4311–8. Дои:10.1242 / jcs.057448. PMID 19887587.
  2. ^ Calle, Y; Бернс, S; Трэшер, Эй Джей; Джонс, GE (апрель 2006 г.). «Лейкоцитарная подосома». Европейский журнал клеточной биологии. 85 (3–4): 151–7. Дои:10.1016 / j.ejcb.2005.09.003. PMID 16546557.
  3. ^ Гимона, М; Buccione, R; Courtneidge, SA; Линдер, S (апрель 2008 г.). «Сборочная и биологическая роль подосом и инвадоподий». Текущее мнение в области клеточной биологии. 20 (2): 235–41. Дои:10.1016 / j.ceb.2008.01.005. PMID 18337078.
  4. ^ Calle, Y; Чжоу, HC; Трэшер, Эй Джей; Джонс, GE (ноябрь 2004 г.). "Белок синдрома Вискотта-Олдрича и цитоскелетная динамика дендритных клеток". Журнал патологии. 204 (4): 460–9. Дои:10.1002 / path.1651. PMID 15495215.
  5. ^ Мортон, ЧП; Парсонс, М. (июль – август 2011 г.). «Рассечение архитектуры адгезии клеток с использованием передовых методов визуализации». Адгезия и миграция клеток. 5 (4): 351–9. Дои:10.4161 / cam.5.4.16915. ЧВК 3210303. PMID 21785274.
  6. ^ Акисака, Т; Йошида, Н; Suzuki, R; Такама, К. (март 2008 г.). «Адгезионные структуры и их взаимодействия цитоскелет-мембрана в подосомах остеокластов в культуре». Исследования клеток и тканей. 331 (3): 625–41. Дои:10.1007 / s00441-007-0552-x. PMID 18087726.
  7. ^ Линдер, S (март 2007 г.). «Матрикс корродировал: подосомы и инвадоподии в деградации внеклеточного матрикса». Тенденции в клеточной биологии. 17 (3): 107–17. Дои:10.1016 / j.tcb.2007.01.002. PMID 17275303.
  8. ^ Кокс, S; Ростен, Э; Монипенни, Дж; Йованович-Талисман, Т; Бурнетт, ДТ; Липпинкотт-Шварц, Дж; Джонс, GE; Хайнцманн, Р. (4 декабря 2011 г.). «Байесовская локализационная микроскопия выявляет наноразмерную динамику подосом». Методы природы. 9 (2): 195–200. Дои:10.1038 / nmeth.1812. ЧВК 3272474. PMID 22138825.
  9. ^ Кокс, S; Ростен, Э; Монипенни, Дж; Йованович-Талисман, Т; Бурнетт, ДТ; Липпинкотт-Шварц, Дж; Джонс, GE; Хайнцманн, Р. (4 декабря 2011 г.). «Байесовская локализационная микроскопия выявляет наноразмерную динамику подосом». Методы природы. 9 (2): 195–200. Дои:10.1038 / nmeth.1812. ЧВК 3272474. PMID 22138825.
  10. ^ Sharma, Ved P .; Эдди, Роберт; Энтенберг, Дэвид; Кай, Масаюки; Гертлер, Франк Б .; Кондилис, Джон (4 ноября 2013 г.). «Tks5 и SHIP2 регулируют созревание invadopodium, но не инициацию в клетках карциномы молочной железы». Текущая биология. 23 (21): 2079–2089. Дои:10.1016 / j.cub.2013.08.044. ISSN 1879-0445. ЧВК 3882144. PMID 24206842.
  11. ^ Мерфи, Д.А.; Кортнидж, С.А. (23 июня 2011 г.). «Входы и выходы подосом и инвадоподий: характеристики, формирование и функции». Обзоры природы. Молекулярная клеточная биология. 12 (7): 413–26. Дои:10.1038 / nrm3141. ЧВК 3423958. PMID 21697900.
  12. ^ Calle, Y; Каррагер, НЕТ; Трэшер, Эй Джей; Джонс, GE (1 июня 2006 г.). «Ингибирование кальпаина стабилизирует подосомы и снижает подвижность дендритных клеток». Журнал клеточной науки. 119 (Pt 11): 2375–85. Дои:10.1242 / jcs.02939. PMID 16723743.
  13. ^ Cougoule, C; Ле Кабек, V; Пуанклу, Р. Аль Саати, Т; Mège, J. L .; Tabouret, G; Lowell, C.A .; Laviolette-Malirat, N; Маридонно-Парини, I (18 февраля 2010 г.). «Трехмерная миграция макрофагов требует Hck для организации подосом и протеолиза внеклеточного матрикса». Кровь. 115 (7): 1444–52. Дои:10.1182 / кровь-2009-04-218735. ЧВК 5070714. PMID 19897576.
  14. ^ Бернс, S; Трэшер, Эй Джей; Бланделл, член парламента; Machesky, L; Джонс, GE (15 августа 2001 г.). «Конфигурация цитоскелета дендритных клеток человека с помощью Rho GTPases, белка WAS и дифференцировка». Кровь. 98 (4): 1142–9. Дои:10.1182 / blood.v98.4.1142. PMID 11493463.
  15. ^ Linder, S; Nelson, D; Вайс, М; Aepfelbacher, M (17 августа 1999 г.). «Белок синдрома Вискотта-Олдрича регулирует подосомы в первичных макрофагах человека». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 96 (17): 9648–53. Дои:10.1073 / пнас.96.17.9648. ЧВК 22264. PMID 10449748.
  16. ^ Мерфи, Д.А.; Кортнидж, С.А. (23 июня 2011 г.). «Входы и выходы подосом и инвадоподий: характеристики, формирование и функции». Обзоры природы. Молекулярная клеточная биология. 12 (7): 413–26. Дои:10.1038 / nrm3141. ЧВК 3423958. PMID 21697900.
  17. ^ Лабернади, А; Тибо, С; Vieu, C; Маридонно-Парини, I; Шарьер, GM (7 декабря 2010 г.). «Динамика жесткости подосом, выявленная методом атомно-силовой микроскопии». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 107 (49): 21016–21. Дои:10.1073 / pnas.1007835107. ЧВК 3000246. PMID 21081699.
  18. ^ Linder, S; Визнер, К; Химмель, М. (10 ноября 2011 г.). «Деградирующие устройства: инвадосомы в протеолитической клеточной инвазии». Ежегодный обзор клеточной биологии и биологии развития. 27: 185–211. Дои:10.1146 / annurev-cellbio-092910-154216. PMID 21801014.
  19. ^ Коллин, О; Tracqui, P; Стефану, А; Usson, Y; Clément-Lacroix, J; Planus, E (1 мая 2006 г.). «Пространственно-временная динамика богатых актином адгезионных микродоменов: влияние гибкости субстрата». Журнал клеточной науки. 119 (Pt 9): 1914–25. Дои:10.1242 / jcs.02838. PMID 16636076.
  20. ^ Пачини, S, O; Fazzi, R; Монтали, М; Карничелли, V; Лаццарини, E; Петрини, М. (15 июня 2013 г.). «Специфическая экспрессия интегрина связана с подобными подосомам структурами на мезодермальных клетках-предшественниках». Стволовые клетки и развитие. 22 (Pt 12): 1830–38. Дои:10.1089 / scd.2012.0423. PMID 23379672.
  21. ^ Дестаинг, О; Saltel, F; Géminard, JC; Jurdic, P; Бард, Ф (февраль 2003 г.). «Подосомы демонстрируют оборот актина и динамическую самоорганизацию в остеокластах, экспрессирующих актин-зеленый флуоресцентный белок». Молекулярная биология клетки. 14 (2): 407–16. Дои:10.1091 / mbc.E02-07-0389. ЧВК 149981. PMID 12589043.
  22. ^ Люксенбург, C; Геблингер, Д; Klein, E; Андерсон, К; Hanein, D; Гейгер, Б; Аддади, Л. (31 января 2007 г.). «Архитектура адгезивного аппарата культивируемых остеокластов: от формирования подосом до сборки зоны герметизации». PLoS ONE. 2 (1): e179. Дои:10.1371 / journal.pone.0000179. ЧВК 1779809. PMID 17264882. открытый доступ
  23. ^ Люксенбург, C; Аддади, L; Гейгер, Б. (апрель 2006 г.). «Молекулярная динамика спаек остеокластов». Европейский журнал клеточной биологии. 85 (3–4): 203–11. Дои:10.1016 / j.ejcb.2005.11.002. PMID 16360241.
  24. ^ Люксенбург, C; Парсонс, JT; Аддади, L; Гейгер, Б. (1 декабря 2006 г.). «Участие пути Src-кортактин в образовании и обороте подосом во время поляризации культивируемых остеокластов». Журнал клеточной науки. 119 (Pt 23): 4878–88. Дои:10.1242 / jcs.03271. PMID 17105771.
  25. ^ Ishida, T; Фудзивара, К. (февраль 1979 г.). «Патология диареи из-за вируса гепатита мышей у новорожденных мышей». Японский журнал экспериментальной медицины. 49 (1): 33–41. PMID 224229.
  26. ^ Мерфи, Д.А.; Кортнидж, С.А. (23 июня 2011 г.). «Входы и выходы подосом и инвадоподий: характеристики, формирование и функции». Обзоры природы. Молекулярная клеточная биология. 12 (7): 413–26. Дои:10.1038 / nrm3141. ЧВК 3423958. PMID 21697900.

внешняя ссылка