Поиски индукторов мезодермы

Предполагается, как это следует из рис. 8.21, что в индукции мезодермы участвуют три фактора (или три комплекса факторов). Два фактора (исходящие из дорсальных вегетативных клеток и из вентральных вегетативных клеток) индуцируют формирование кольца мезодермы, содержащего область организатора (т.е. клеток, лежащих над дорсальными вегетативными клетками). Организатор затем синтезирует другой фактор, регионально индуцирующий специфические мезодермальные структуры (такие, как хорда и сомиты, лежащие на дорсальной стороне, и клетки крови, локализующиеся на периферии). Эти факторы еще не идентифицированы, однако результаты недавних исследований показали, что они могут быть идентичными или очень сходными с факторами роста, которые известны как регуляторы пролиферации клеток у млекопитающих (и которые будут обсуждаться в гл. 20). Фактор, вырабатываемый вентральными вегетативными клетками, по-видимому, сходен с фактором роста фибробластов (ФРФ). Сравнительно недавно было показано (Slack et al., 1987), что клетки анимального полушария зародышей шпорцевой лягушки на стадии средней бластулы (1024-2048 клеток), подвергнутые воздействию ФРФ в слабых концентрациях, формируют мезодермальные ткани, такие, как клетки крови и мезенхиму. Кроме того, подобно ФРФ, естественный мезодермальный индуктор специфически связывается с полисахаридом гепарином. (Об этом свидетельствует тот факт, что гепарин подавляет индукцию мезодермы в клетках анимального полушария, когда эти клетки культивируют вместе с вегетативными клетками.) Затем было обнаружено (Kimelman, Kirschner, 1987), что инкубация клеток Xenopus, взятых из области анимального полюса, в присутствии ФРФ приводит к транскрипции специфических для мезодермы актиновых генов. Таким образом, представляется вероятным, что у зародышей лягушек какой-то белок, очень сходный с ФРФ, ответствен за индукцию вентральной мезодермы.

Фактор, ответственный за образование дорсальной мезодермы (хорды и осевой мускулатуры), по-видимому, представляет собой белок с молекулярной массой 16 000 дальтон, который секретируется клоном клеток линии ХТС из головастиков Xenopus (Smith. 1987). Когда клетки анимального полушария зародышей Xenopus на стадии средней бластулы помещали в среду, в которой росли клетки линии ХТС (и секретировали в нее белки), то клетки Xenopus давали начало хорде и мышцам (но из них не возникали клетки крови и лишь изредка развивались почки) (рис. 8.23). Один из факторов, секретируемых клетками ХТС, возможно, аналоги

Рис. 8.23. Влияние «мезодермализующего фактора» на клетки анимального полюса зародыша Xenopus. А. Срез через участок ткани из клеток анимального полюса, взятых на стадии бластулы и культивировавшихся в течение 3 сут Сформировался «атипичный эпидермис». Б. Срез через ткань из клеток анимального полюса, инкубировавшихся в присутствии дорсального мезодермализующего фактора. Можно идентифицировать хорду и мышцы. (Из Smith et al, 1985.)

чен трансформирующему фактору роста β 2 (Τ Φ Ρ ß 2). Во-первых, продукты, секретируемые клетками ХТС в опытах с количественным анализом роста, способны действовать подобно Τ Φ Ρ -β 2. Во-вторых, один Τ Φ Ρ -β 2 оказался мощным активатором специфичного для мезодермы α -актинового гена в клетках анимальной шапочки. В-третьих, антитела к Τ Φ Ρ -β 2 блокировали 80% индукций мезодермальных структур в клетках анимальной шапочки, помешенных в кондиционированную ХТС среду (Rosa et al., 1988).

Этот ТФР-β 2-подобный фактор, вероятно, является продуктом гена Vgl, мРНК которого локализована в вегетативной части яйца Xenopus (см. рис. 7.9). В развивающемся зародыше эта мРНК обнаруживается исключительно в энтодерме. Белок, который кодирует эта мРНК, напоминает белок ТФР и секретируется вегетативными клетками (Weeks, Melton, 1987). Возможно, что взаимодей-

Гилберт С. Биология развития: В 3-х т. Т. 2: Пер. с англ. – М.: Мир, 1994. – 235 с.

__________________ ПРОГРЕССИВНАЯ ДЕТЕРМИНАЦИЯ _____________________________________________________ 61

ствия между этими ФРФ-подобными и Τ Φ Ρ -β 2подобными факторами ответственны за генерирование региональной специфичности мезодермальных индукторов. ФРФ усиливает способность Τ Φ Ρ -β 2 к индукции мезодермы, а смесь Τ Φ Ρ -β -факторов, по-видимому, усиливает способность ФРФ к индукции мезодермы (Kimelman, Kirschner, 1987; Rosa et al., 1988).

Не исключено, что дорсализирующий фактор (или факторы) присутствует во всех вегетативных клетках, но только в вегетативных клетках, занимающих наиболее дорсальное положение, он может репрессироваться. Было обнаружено (Као et al., 1986), что микроинъекция ионов лития в клетки любого вегетативного слоя, облученного ультрафиолетом 32-клеточного зародыша, приводит к образованию из него нормальной личинки с дорсовентральной полярностью. Инъекция лития в любую вентральную вегетативную клетку необлученного 32-клеточного зародыша приводит к возникновению головастика с двумя головами. По-видимому, все вегетативные клетки могут обладать потенциальной «дорсализирующей информацией», но для ее реализации необходима некоторая активация этого материала.