Клеточные культуры
Передача клеточных сигналов
Клеточное деление, миграция, дифференцировка и апоптоз in vivo регулируются за счет межклеточного и клеточно-матриксного взаимодействия, гормональных сигналов и питательных веществ. Некоторые сигнальные цепи опосредованы молекулами клеточной адгезии. Однако передача сигнала может осуществляться также за счет растворимых факторов, способных к диффузии. Сигнальные молекулы, достигающие клеток из соседних тканей по сосудистой системе, называются эндокринными; те сигнальные молекулы (сигналы), которые диффундируют из прилегающих тканей без участия потока крови, называются паракринными. Следует знать, что одни и те же сигнальные молекулы синтезируются в таких же клетках, на которые они оказывают действие. Позже будет рассказано о гомотипической паракринной, или гомокринной, передаче сигнала (см. рис. «Клеточное взаимодействие и передача сигнала»). Сигнальные молекулы, появляющиеся в клеточном типе, отличном от реагирующих клеток, относятся к гетеротипической паракринной системе и называются паракринными. Клетки могут также продуцировать свои собственные сигнальные факторы, которые связываются с их собственными рецепторами и это явление называется аутокринной сигнальной системой.
Клеточное взаимодействие и передача сигнала. Пути взаимодействия между клетками, (а) Факторы, влияющие на поведение клеток, включая эндокринные гормоны, поступающие из сосудистой системы, паракринные факторы стромы, гомокринные факторы соседних подобных клеток и аутокринные факторы самой клетки. Матричный, растворимый и ассоциированный с клетками сульфат гепарина (HS) может участвовать в активации, стабилизации и перемещении паракринных факторов. (б) Единообразие ответа тканей-мишеней усиливается взаимодействием через щелевые контакты, передачу сигнала и, возможно, гомокринными факторами стимулированных клеток
Хотя in vivo все эти формы сигналов имеют место, in vitro при нормальных условиях на основной питательной среде реализуются только аутокринная и гомо-кринная передачи сигнала. Неудачи в попытках перенести на чашку Петри некоторые из клеточных культур либо низкая эффективность культивирования могут объясняться, в частности, снижением концентрации одного или нескольких аутокринных и гомокринных факторов. Необходимость присутствия сигнальных молекул является одним из разумных объяснений использования кондиционированных сред или фидерных слоев для повышения эффективности посева. Поскольку интенсивность пролиферации и поддержание специализированных клеточных линий, а также индукция их дифференцировки могут зависеть от паракринных и эндокринных факторов, эти факторы должны быть идентифицированы и добавлены в дифференцирующую питательную среду. Их действие может быть достаточно сложным, и, возможно, для реализации сигнала потребуется синэргическое действие двух или более факторов [см., например, McCormick & Freshney, 2000]. В попытке стимулировать межклеточное взаимодействие добавлением экзогенных паракринных факторов необходимо принять во внимание, что фенотип взаимодействующих клеток, и, следовательно, тип сигнальных факторов, которые они могут продуцировать, а также временные рамки, в которые эти факторы продуцируются, изменяются в результате этого самого межклеточного взаимодействия. Возможно, гетеротипическая комбинация клеток, по крайней мере, первоначально, является более простым путем обеспечения набора сигнальных молекул в правильном матриксном микроокружении, и анализ этого взаимодействия может затем быть блокирован добавлением антител либо антисенсорных РНК.