Молекулы клеточной адгезии, молекулы адгезии внеклеточного матрикса и рост аксона
Молекулы клеточной адгезии управляют ростом аксона, обеспечивая наиболее благоприятное окружение для вытягивания конуса роста. Молекулы клеточной адгезии представляют собой трансмембранные или связанные с мембраной гликопротеины с характерными структурными мотивами своих внеклеточных частей, которые во многом гомологичны постоянным доменам иммуноглобулинов и фибронектина 3 типа ( рис. 23.20) . Представителями надсемейства этих иммуноглобулинов (Ig) являются молекулы клеточной адгезии (N-CAM) , молекулы адгезии нейроглии CAM (NgCAM) , TAG-1 , MAG и DCC . Эти молекулы обеспечивают адгезию клеток друг к другу посредством гетерофильных связей между различными надсемействами иммуноглобулинов (например, связь между NrCAM и TAG-1 ). Дополнительно присутствующей везде молекулой клеточной адгезии является молекула N-кадхерина (N- cadherin, рис. 23.20 ), которая обеспечивает кальций-зависимую адгезию между клетками.
В культуре клеток экспрессия N-CAM и N-кадхерина в клетках приводит к их агрегации, вытягиванию аксонов в сторону клеточных субстратов, но не субстратов внеклеточного матрикса , а также соединению отдельных растущих аксонов в пучки ( фасцикулы , fascicles). Стимуляция роста аксонов молекулами клеточной адгезии не обеспечивается просто "липкостью" субстрата; она управляется активацией рецепторов, связанных с тирозинкиназой , например рецептора к фактору роста фибробластов, FGF (fibroblast growth factor). Рецептор FGF включает внутриклеточный каскад, связанный с фосфорилированием тирозина , что приводит к удлинению аксона. Тирозинфосфатаза - фермент, удаляющий остатки фосфата с тирозина, также участвует в регуляции этих сигналов.
Молекулы адгезии внеклеточного матрикса , включая ламинин , фибронектин , тенасцин ( цитотактин ) и перлецан , тоже являются благоприятным субстратом для роста нервных отростков. Эти гликопротеины с большой массой имеют две или более подобные субъединицы, удерживаемые вместе дисульфидными мостиками ( рис. 23.21 ). Каждая субъединица xapaктеризуется повторяющимися структурными мотивами. Белки внеклеточного матрикса взаимодействуюг с клетками через семейство рецепторов, называемых интегринами . Идентифицировано большое количество изоформ альфа и бета-субъединиц интегринов. Каждая альфа/бета комбинация приводит к формированию peцепторов с различными свойствами. Интегрины обеспечивают структурные связи между белками внеклеточного матрикса и внутриклеточным актиновым цитоскелетом, регулируя форму клетки и ее миграцию. Кроме того они активируют внутриклеточные сигнальные пути, управляющие ростом клетки, пролиферацией и дифферениировкой.
Исследования со специальными блокирующими антителами показывают, что конусы роста редко используют только один субстрат для своего движения; обычно несколько типов молекул клеточной адгезии и молекул адгезии внеклеточного матрикса могут обеспечить рост нервных отростков у определенных типов нейронов. Например, для полного ингибирования роста аксонов в сторону шванновсхой клетки необходимы одновременно антитела к L1 / NgCAM , N-кадхерину и интегринам . Один тип антител сам по себе не может помешать росту аксона.
