Миграция клеток, полимеризация актина и роль белков Ena/VASP
Хотя в последние годы было накоплено множество умозаключений относительно основы подвижности клеток, этот сложный процесс все еще таит много секретов. Последние модели предполагают, что основной по активности сигнал к образованию новых сетей актиновых филаментов исходит от пути, известного под названием механизма WASP-Arp2/3 (см. обзор Machesky и Insall, 1999 ). Белки Ena/VASP облегчают формирование новых сетей посредством удлинения филаментов и увеличения их устойчивости ( Laurent и др., 1999 ). В настоящее время мы должны принять идею о том, что белки Ena/VASP в действительности могут замедлять перемещение эукариотических клеток, хотя они и ускоряют перемещение клеток Listeria ( Bashaw и др., 2000 , Bear и др., 2000 ).
В 2000 гг было неясно как примирить между собой столь очевидно противоречивые результаты.
Во-первых, было бы, вероятно, слишком упрощенным представление о том, что возрастание полимеризации актина непосредственно коррелирует с ускорением перемещения. Например, клетки Dictyostelium обнаруживают максимум эффективности сборки актина в ответ на получение импульса внеклеточного cAMP в момент полного завершения структуризации клетки, но до возникновения поляризации и возрастания перемещения.
Подобная картина не соответствует представлению, что полимеризация актина непосредственно способствует миграции, однако, уровень содержания F-актина увеличивается втрое по сравнению с состоянием покоя ( Hall и др., 1988 ). Более того, полагают, что многие сигнальные молекулы запускают полимеризацию актина, так, например, небольшие ГТФазы Rac1 и RhoA способны вызвать сокращение или даже коллапс конуса роста аксона .
Неясно, соответствует ли возрастание уровня содержания F-актина паузе, сокращению или коллапсу, но это будет проверено. Небольшие местные количества препарата цитохалазина D , блокирующего полимеризацию актина действительно могут увеличивать рост нейронов, возможно, путем способствования проникновению микротрубочек в клеточный кортекс и продвижению растущего конца ( Lanier и Gertler, 2000 ).
Разумеется, роль F-актина в перемещении клеток сложна, таким образом, представление о соответствии количества F-актина или даже скорости его увеличения скорости перемещения является слишком упрощенным.
Клетки Listeria обладают, вероятно, неотъемлемо присущей им простой полярностью - таким образом, ожидается, что любое возрастание интенсивности полимеризации актина увеличит скорость перемещения - но подвижные эукариотические клетки обнаруживают значительно более сложные виды перемещения.
Возможно, форма и полярность эукариотической клетки служат более точным индикатором скорости перемещения, нежели количество или скорость сборки актиновых филаментов. Быстро перемещающиеся фибробласты клеток Dictyostelium довольно часто обнаруживают сильно поляризованный фенотип - клетка удлинена явно различимой задней уроподией , а также небольшой, но постоянно присутствующей ламеллоподией спереди. У стационарных клеток или клеток, изменяющих направление движения, часто присутствуют множественные псевдоподии и ламеллоподии, расположенные по всем направлениям. Это может являться аналогией роста - поворота аксона в процессе поиска направления его роста. Если необходимо выбрать направление роста аксона, для увеличения образования филлоподий и ламеллоподий на основе актина во время паузы может быть использован Ena , эфферентный рецептор Robo или другие афферентно- эфферентные рецепторы. Более того, сборка актина может быть необходима нейронам как для продвижения, так и для сокращения.
Для сократимости, подобной той, что возбуждается посредством Rho-ГТФаз , необходимы актин- миозиновые структуры большой протяженности, собирающиеся, возможно в ответ на эфферентные сигналы ( Kozma и др., 1997 ). На рис 3 представлен набросок некоторых из разнообразных форм подвижных клеток в состоянии паузы и поиска в противоположность быстрому поляризованному перемещению. Легко представить, что требования, предъявляемые к полимеризации актина при паузе и поиске достаточно высоки и клетка может сосредоточить усилия лишь на небольшом участке растущего конца при перемещении в одном направлении. Эта модель недостаточно информативна, мы надеемся увидеть как афферентные, так и эфферентные рецепторы, взаимодействующие с Ena, а также изменчивость других параметров, таких, как локализация и активация.
