Клеточные культуры
Контроль клеточной пролиферации
Вход в клеточный цикл регулируется сигналами из окружающей среды. Низкая плотность клеток приводит к тому, что клетка, не имея контактов с другими клетками, переходит в активное состояние, способна к размножению и поэтому входит в клеточный цикл в присутствии митогенных факторов роста, таких как эпидермальный фактор роста (EGF), тромбоцитарный фактор роста (PDGF), взаимодействующих с рецепторами клеточной поверхности. Высокая плотность клеток ингибирует пролиферацию нормальных клеток (и не ингибирует деление трансформированных клеток). Ингибирование пролиферации инициируется клеточными контактами и усугубляется скоплением клеток и возникшими в результате изменениями формы клеток, а также ограничением возможности распространения.
Внутриклеточный контроль опосредован положительно действующими факторами, такими как циклины [Planas-Sliva & Weinberg, 1997; Reed, 2003], на которые влияют сигнальные каскады, активированных фосфорилированием внутриклеточных доменов рецепторов при их связывании с факторами роста. Негативно действующие факторы, такие как белки р53 [Sager, 1992; Mcllwrath et al., 1994], pl6 [Russo et al., 1998] или продукты экспрессии Rb-гена [Sager, 1992], останавливают прохождение клеточного цикла в точках рестрикции или контрольных точках цикла. Связь между внеклеточными элементами контроля клеточного цикла (как положительными, например PDGF, так и отрицательными, например TGF-β) и внутриклеточными эффекторами осуществляется посредством рецепторов клеточной мембраны и путями передачи биохимических сигналов, часто включающими фосфорилирование белка и участие вторичных мессенджеров, таких как цАМФ, Ca2+ и диацилглицерин [Alberts et al., 2002]. Имеется множество доказательств существования этих стадий в контроле клеточной пролиферации, полученных при изучении онкогенов и супрессоров генной экспрессии в опухолевых клетках. Эти исследования были предприняты с целью создания терапевтических подходов регуляции неконтролируемого клеточного деления при раковых заболеваниях. В ходе исследований были получены промежуточные данные, углубившие понимание механизмов регуляции, происходящих в клеточной культуре, а также природы факторов регуляции [Jenkins, 1992]. Кроме того, в ходе этих работ были идентифицированы гены, улучшающие клеточное деление, некоторые из которых можно использовать для иммортализации конечных клеточных линий.
Регуляция клеточного цикла и продвижение по клеточному циклу. Клеточный цикл останавливается в точках рестрикции или контрольных пунктах под действием Rb, р53 и других ингибиторов клеточного цикла (а). При их активации (обычно путем фосфорилирования) клеточный цикл возобновляется (б)