Механизмы управления аксоном
Молекулы, которые управляют конусом роста аксона, действуют по четырем основным путям как аттрактанты или репелленты на короткой или длинной дистанции. В табл. 23.1 представлено большое количество управляющих молекул и рецепторов, которые мы обсуждаем в этой главе. Некоторые коротко-дистанционные сигналы управления аксоном обеспечиваются контактами конуса роста с клеточной поверхностью или с молекулами адгезии внеклеточного матрикса , которые были описаны ранее в этой главе как промоторы роста аксона. Молекулы адгезии и их рецепторы могут также играть ведущую роль в связывании отдельных аксонов в пучки (так называемая фасцикуляция ). Характер роста аксона и иннервация клетки-мишени in vivo и в культуре клеток нарушается при изменении активности специфических молекул адгезии или их рецепторов в генетических экспериментах с выключением определенных генов, а также при добавлении определенных типов антител.
Другое влияние молекул внеклеточного матрикса на растущий аксон показано в экспериментах на отдельных культуральных клетках, выделенных из ЦНС пиявки ( рис. 23.23 ). Субстраты, содержащие тенасцин или ламинин , способствуют не только быстрому образованию нервных отростков у нейронов пиявки, но влияют также на характер роста этих отростков и на распределение кальциевых каналов в клетке. При этом различные нейроны по-разному отвечают на определенные молекулы внеклеточного матрикса. Таким образом возникает экономная схема, когда несколько молекул адгезии могут обеспечивать разнообразные эффекты.
С другой стороны, изучение поведения конуса роста в клеточной культуре показывает, что клетки и молекулы адгезии внеклеточного матрикса не являются сигналами на длинных дистанциях. Например, конусы роста не направляются по или против градиентов концентрации молекул клеточной адгезии или градиентов концентрации молекул внеклеточного матрикса. Конусы роста также не используют различия в силе адгезии с разными поверхностями для навигации; все молекулы адгезии либо способствуют росту, либо нет. Управление ростом аксона на большом расстоянии включает в себя движение аксона вдоль градиента концентрации растворимого фактора.
