Сигналы, заставляющие клетки самоуничтожаться

Исследователи из Калифорнийского технологического института изучили механизмы, обеспечивающие гибель сбившихся с пути клеток во время развития организма. Работа опубликована 15 июня в журнале Developmental Cell.

Модельная система и объект исследования

• Лаборатория профессора Анджелы Статопулос использует плодовых мушек (Drosophila) для изучения развития из-за их быстрого 24-часового цикла.
• Объект — клетки каудальной висцеральной мезодермы (CVM), которые мигрируют из задней части эмбриона в переднюю за 6 часов, чтобы стать мышечными волокнами кишечника. Это самая длинная миграция в эмбриогенезе дрозофилы.

Механизм контроля: сигнал и "антидот"

• Клетки CVM мигрируют по "дорожке" из клеток стволовой висцеральной мезодермы (TVM), которые испускают химический сигнал — фактор роста фибробластов (FGF).
• На середине пути, при огибании U-образного изгиба эмбриона, клетки CVM начинают пролиферировать. Некоторые при этом сходят с "дорожки" TVM.
• В этот же момент в клетках CVM активируется ген hid (head involution defective), ответственный за специфическую форму гибели клеток — аноикис.
• Ключевое открытие: Сигнал FGF действует как "антидот" к hid. Клетка, остающаяся на "дорожке" и получающая FGF, выживает, несмотря на экспрессию hid. Клетка, сошедшая с пути и потерявшая сигнал FGF, погибает от аноикиса.

Контроль времени: роль BMP и клеточного цикла

• Сигнальный путь костного морфогенетического белка (BMP) активируется на повороте и контролирует время начала пролиферации.
• BMP необходим для продвижения клеточного цикла через митоз.
• Время экспрессии hid связано с прогрессией клеточного цикла. Нарушение этого цикла (например, при блокировке BMP-сигналинга) сбивает своевременную экспрессию hid.

Последствия сбоя и связь с метастазированием

• При удалении гена hid "заблудившиеся" клетки не погибают. Вместо этого они инвазируют и нарушают развитие центральной нервной системы, следуя каким-то другим, "запасным" сигналам.
• Устойчивость к аноикису — предшественник многих метастатических раков. Изучение этого пути в модели развития может помочь понять, почему метастазирующие клетки колонизируют определенные ткани.