цКЮБМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ яКСВЮИМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ
йюрецнпхх:
юБРНЛНАХКХюЯРПНМНЛХЪаХНКНЦХЪцЕНЦПЮТХЪдНЛ Х ЯЮДдПСЦХЕ ЪГШЙХдПСЦНЕхМТНПЛЮРХЙЮхЯРНПХЪйСКЭРСПЮкХРЕПЮРСПЮкНЦХЙЮлЮРЕЛЮРХЙЮлЕДХЖХМЮлЕРЮККСПЦХЪлЕУЮМХЙЮнАПЮГНБЮМХЕнУПЮМЮ РПСДЮоЕДЮЦНЦХЙЮоНКХРХЙЮоПЮБНоЯХУНКНЦХЪпЕКХЦХЪпХРНПХЙЮяНЖХНКНЦХЪяОНПРяРПНХРЕКЭЯРБНрЕУМНКНЦХЪрСПХГЛтХГХЙЮтХКНЯНТХЪтХМЮМЯШуХЛХЪвЕПВЕМХЕщЙНКНЦХЪщЙНМНЛХЙЮщКЕЙРПНМХЙЮ
вЫЗВАННАЯ АГРИНОМ СИНАПТИЧЕСКАЯ ДИФФЕРЕНЦИ РОВНА
|
|
Агрин существует в нескольких изоформах. которые возникают вследствие альтернативного сплайсинга одного гена142). Мотонейроны, мышечные клетки и шванновские клетки экспрессируют агрин, но только у
558 Раздел IV. Развитие нервной системы
| Рис. 23.29. Аксоны вызывают агрегацию рецепторов ацетилхолина в областях контакта с мышечными клетками. Фазово контрастные (A. В) и флуоресцентные (С, D) микрофотографии нервно-мышечной культуры клеток Xenopus. Рецепторы ацетилхолина окрашены при помощи родамин a -бунгаротоксина. (А, С) До и сразу после контакта на миоците имеются спонтанно образованные кластеры рецепторов АХ. (В, D) Через 24 ч спонтанно образовавшиеся области рецепторов АХ исчезли и образовались новые области непосредственно в области аксонального контакта. Fig. 23.29. Axons Induce Aggregation of Acetylcholine Receptors at sites of contact with muscle cells. Phase-contrast (A, B) and fluorescence (C, D) micrographs of a Xenopus neuron-muscle cell culture. Acetylcholine receptors are labeled with rhodamine Q-bungarotoxin. (A, C) Before and immediately after contact there are spontaneous clusters of ACh receptors on the myocyte. (B, D) After 24 h, the spontaneous AChR patches have disappeared and new patches have been induced to form beneath the axon. (From Anderson and Cohen, 1977; micrographs kindly provided by M.Cohen.) |
мотонейронов агрин находится в такой изоформе, которая способна вызывать постсинаптическую дифференцировку. Агрин является большой молекулой (heparan sulfate proteoglyсап), домены которой взаимодействуют с ламииином, белками, связывающими гепарин, a -дистрогликаном, гепарином и интегринами (рис. 23.30)143). Способность индуцировать образование постсинаптической специализации в основном зависит от С-концевого домена.
Ведущая роль агрина в формировании нервно-мышечного соединения наиболее очевидна у мышей, у которых при помощи гомологичной рекомбинации выключена экспрессия гена агрина144· 145). При таком выключении гена мышечные волокна выглядят нормально и аксон растет в направлении развивающихся мышц, однако нервно-мышечные соединения не образуются. Подобный же фенотип наблюдается у мышей, у которых выключен синтез мышечно-специфического рецептора тирозинкиназы MuSK146). Это наводит на мысль, что MuSK формирует часть рецептора к агрину и что вызванное агрином аутофосфорилирование MuSK запускает внутриклеточный сигнальный каскад, который приводит к формированию необходимых компонентов в постсинапсе (рис. 23.31). Одним из наиболее важных компонентов является рапсин (rapsyn), белок, который, как считается, играет роль в передаче сигналов между рецепторами АХ, MuSK, a- и b -дистрогликанами и членами Src семейства цитоплазматических рецепторов тирозинкиназ147). Таким образом, в нервно-мышечном соединении мутантньгх мышей с дефицитом рапсина происходит накопление MuSK и выборочная экс-
Глава 23. Развитие нервной системы 559
| Рис. 23.30. Агрин представляет собой гепаран-сульфат протеогликана большой массы (400-600 кДа). Его домены взаимодействуют с ламинином, гепаран сульфат протеогликанами (HSPGs), гепарином, a -дистрогликаном, интегрином, гепаринсвязывающими белками и рецепторами агрина, которые вызывают агрегацию рецепторов АХ. (А) Электронная микрофотография агрина после rotatory shadowing*). (В) Схематическая диаграмма структурных и связывающихся доменов агрина цыпленка. EG — домен, подобный эпидермальному фактору роста; FS — домен, подобный фолиостатину; LE — домен, подобный ламинину EGF; LG — домен, подобный ламинину G; SEA — последовательность, обнаруженная в белках спермы морского ежа, энтерокиназах и агрине; S/T — домены, богатые серином и/или треонином. Также показаны области связывания. Глобулярные (1, 3-5) и вытянутые (2) области молекулы можно увидеть в части А. | 
|
| Fig. 23.30. Agrin Is a Large Heparan Sulfate Proteoglycan (400 to 600 kDa) with domains that interact with lamimn, heparan sulfate proteoglycans (HSPGs), heparin, a-dystroglycan, integrin, heparin-binding proteins, and the agrin receptor that causes AChR aggregation. (A) Electron micrographs of agrin after rotary shadowing. (B) Schematic diagram of the structural and binding domains of chick agrin. | 
EG - epidermal growth factor-like domain; FS --follistatin-like domain; LE - laminin EGF-like domain; LG «laminin G-like domain; SEA «motif found in sea urchin sperm protein, enterokinase, and agrin; S/T = serine and/or threonine-rich domain. Binding regions are indicated, as are globular (1, 3-5) and extended (2) regions of the molecule that can be recognized in part A. (After Denzer et aL, 1998; micrograph kindly provided by M. Rueg.)
|
прессия гена рецептора АХ в ядре, а также формируются некоторые характерные для синапса свойства, однако не происходит накопления рецепторов АХ.
Среди белков, которые накапливаются в ответ на изменения в синапсе под действием агрина, находится ARIA, член семейства белков нейрегулинов (neuregulin) и белки рецепторов нейрегулинов erbВ2, erbВЗ и erbВ4148). Активация erbВ рецепторов в мышце приводит к экспрессии синаптических субъединиц рецептора АХ.
Гораздо меньше известно о дифференцировке пресинаптической нервной терминали. Эксперименты МакМахана показали, что молекулы, прочно связанные с синаптической базальной мембраной во взрослой мышце, могут вызывать формирование активных зон в регенерирующих аксонах141). Отсутствие пресинаптической специализации у мутантных мышей с дефицитом агрина и MuSK может говорить о том, что во время развития пресинаптическая дифференцировка управляется ретроградными сигналами с мышечных клеток в ответ на выделение агрина145). Одним из таких ретроградных сигналов, связанных с базальной пластинкой, является ламинин b 2; он накапливается во время изменений в постсинапсе в ответ на агрин149), и у мутантных мышей, у которых имеется дефицит ламинина- b 2, имеются явные аномалии пресинаптической дифференцировки150).
*) Rotary shadowing — техника, разработанная в 1983 году Бакуолтером и Розенбергом для электронного микроскопирования высокомолекулярных белков. — Прим перев.
560 Раздел IV. Развитие нервной системы
| Рис. 23.31. Взаимодействие агрина с MuSK запускает дифференцировку постсинаптических образований в мышечной клетке, где начинают накапливаться рецепторы АХ, рапсин и дистрогликаны Связывание агрина с MuSK требует корецептора неидентифицированного типа (MASK) и приводит к аутофосфорилированию тирозина MuSK и активации внутриклеточных киназ Src и Fyn. Активированный MuSK захватывает рапсин посредством неидентифицированного трансмембранного белка, RATL. Рапсин, в свою очередь, захватывает дистрогликан и рецепторы АХ, которые фосфорилируются по остаткам тирозина в b -субъединице. Через взаимодействие с дистрогликаном происходит накопление большого количества дополнительных синаптических факторов (не показано). | 
Fig. 23.31. Interaction of Agrin with MuSK triggers differentiation of postsynaptic specializations in muscle cells at which ACh receptors, rapsyn, and dystroglycan accumulate. Binding of agrin to MuSK requires an unidentified coreceptor (MASC) and results in tyrosine autophosphorylation of MuSK and activation of intracellular tyrosine kinases Src and Fyn. Activated MuSK recruits rapsyn, via an unidentified transmembrane protein, RAIL. Rapsyn, in turn, recruits ACh receptors, which become phosphorylated on tyrosine residues of the β subunit, and dystroglycan. Many additional postsynaptic components accumulate through interactions with dystroglycan (not shown).
|