Pituitary Folliculo-stellate Cell Network
Фолликуло-Звездчатые клетки гипофиза
A Novel View of the Function of Pituitary Folliculo-stellate Cell Network Stanko S. Stojilkovic Trends in Endocrinology and Metabolism. 1, 11-21 (2000)
Folliculo-stellate (FS) cells are a non-endocrine population of cells abundant in the anterior pituitary lobe of many species. These cells are structurally interconnected in an extensive and complex tridimensional configuration. Thus, although agranular, these cells share the common "neuronal language" with granular (endocrine) cell types that might provide an efficient mechanism for the synchronization of intrapituitary electrical and calcium signaling.	Хотя folliculo-stellate (FS) клетки передней доли гипофиза известны уже 50 лет, их свойства и функция остаются загадочными. Эти звездообразные клетки рбъединяются вместе в фолликулы с цитоплазматическими отростками, распросраняющимися кнаружи, чтобы соединиться с отростками др. FS клеток и с эндокринными клетками, образуя широкую трехмерную сеть в переденй доле гипофиза и pars tuberalis. Гистологические исследования показали, что FS клетки, в противоположность эндокринным клеткам, не являются гранулированными, это позволят предполагать, что эти клетки не связаны с секрецией. Считалось, что FS клетки являются самообновляющимися или стволовыми клетками передней доли гипофиза. Однако, последующие исследования установили, что FS являются зрелыми дифференцированными клетками, способными секретировать некоторые биоактивные молекулы, которые не высвобождаются в кровь, а , по-видимому, действуют локально как паракринные факторы. Подобно гранулированным клеткам, FS клетки экспрессируют некоторые субтипы рецепторов, предполагается, что гипоталямические и intrapituitary гормоны м. влиять на их функцию. Более того, in vitro исследования показали, что FS клетки обладают способностью модулировать активность гормон-секретирующих клеток. Сохранение пульсирующих секреторных профилей при изоляции гипофиза от импульсов гипоталямуса также согласуется с действиями коммуникационной системы внутри железы. Эти и др. находки привели к гипотезе, что сеть FS клеток играет важную роль в контроле эндокринных клеток. Механизм, с помощью которого сеть FS клеток влияет на активность эндокринных клеток, неизвестен. Морфологические исследования показали, что фолликулярные полости, образуемые FS клетками, генерируют сеть каналов. Это указывает на то, что FS клетки м. регулировать микроциркуляцию с помощью этих анастомозирующих каналов, этот процесс м.б. важным для синхронизации секреторной активности в клетках передней доли гипофиза. Однако, присутствие межклеточных щелевых соединений между FS клетками и эндокринными клетками указывает на возможность того, что межклеточное распределение вторичных мессенджеров отвечает за синхронизацию клеточной активности. В др. тканях, таких как иммортализованные GT1 клетки, щелевые соединения обеспечивают эффективный механизм для быстрой синхронизации электрической активности и передачи сигналов Ca2+ между соединенными клетками. Каналы щелевых соединений м. также обеспечивать межклеточное распредение вторичных мессенджеров, отличных от Ca2+, включая циклические нуклеотиды и inositol phosphates. Однако, не получено доказательств, свидетельствующих, что сеть FS клеток оперирует как соединенный функциональный синцитий. Разбросанные гипофизарные клетки не экспрессируют функциональных щелевых соединений и, следовательно, не м.б. использованы в этих исследованиях. Было предположено, что диспергированные FS клетки не экспрессируют voltage-gated Ca2+ каналов, ограничивая тем самым потенциал общения с помощью щелевых соединений в ответ на химическое купирование. Изучали электрофизиологические свойства комплекса трехмерной сети клеток и мультиклеточные изменения внутриклетоной концентрации Ca2+ ([Ca2+]i). Группа Patrice Mollard's в результате многолетних исследований продемонстрировала, что локальная электрическая стимуляция FS клеток запускает волны Ca2+, которые распространяются в др. FS клетки со скоростью примерно в 120 µm s^-1. Неожиданно, они нашли, что распространение межклеточной волны Ca2+-зависит от возбудимости мембран и от общения через щелевые соединения. Все эти результаты предоставляют доказательства того, что сеть FS клеток формирует трехмерную модель передачи сигналов Ca2+ между клетками. Они использовали -Ala-Lys-N?-AMCA, специфический флюоресцентный дипептид, который накапливается в FS клетках. Напряжение от прикосновения микропипетки использовали для электрической стимуляции, а межклеточные волны Ca2+ подвергались мониторингу с помощью конфокальной микроскопии в реальном режиме времени. Полученные результаты показывают, что увеличение[Ca2+]i происходит в клетках, удаленных от места стимуляции, и не одновременно с и не с униформным распределением от стимулируемой области. Кроме того, часто наблюдались спонтанные (в отсутствие электрической стимуляции) межклетоные волны Ca2+ . Более того, эти клетки экспрессировали voltage-gated Na+ и Ca2+ каналы, которые м.б. заблокированы tetrodotoxin и Cd2+, соотв., а также экспрессировали временные и задержанные voltage-gated K+ каналы. Все этого говрит в пользу voltage-индуцированных внутриклеточных волн Ca2+ и указывает на то, что эти FS клетки не отличаются от эндокринных клеток передней доли гипофиза в терминах их возбудимости и экспрессии каналов плазматических мембран. Роль каналов щелевых соединений в voltage-индуцированном распространении межклеточных волн Ca2+ подтверждается с помощью относительно специфичных блокаторов этих каналов. Инъекциии inositol 1,4,5-trisphosphate в FS клетки инициирует межклетоную волну Ca2+ , которая сравнима с таковой в др. типах клеток и эти волны устранялись блокатарами каналов щелевых соединений. Перенос краски Lucifer yellow между клетками также выявил купирование FS клеток. Т.к. пуринергические рецепторы экспрессируются в FS клетках и т.к. они обеспечивают внеклеточный механизм эффективного электрического купирования клеток в др. такнях, то авт. проверяли потенциальную роль добавления двух блокаторов этих рецепторов. Оба оказались неспособны депрессировать распространенеие волн Ca2+, это исключает возможность, что некоторые пуринергические рецепторы (однако не P2X4- и P2X6-субтипы рецепторов) участвуют в межклеточном распространении Ca2+ сигналов в сети FS клеток. Fauquier et al. комбинировали измерения [Ca2+]i с удаленной электрической стимуляцией и выявили четкий и скоординированный перенос Ca2+ на расстояния (0.5-1 mm) от места стимуляции и тесную корреляцию с изменениями мембранного потенциала. Межклеточные волны Ca2+ запускались также между FS клетками с coronal и sagittal slices, это указывало на трехмерный способо коммуникаций между FS клетками. Затем авт. было покзано, что краска низко-молекулярного веса, инъецированная в FS клетки переносится в др. клетки. Эта работа впервые показала, что FS клетки возбудимы и способны к синхронизации их спонтанной и индуцированной электрической активности и к предаче Ca2+ сигналов трехмерным способом. Блокаторы каналов щелевых соединений и пуринергические рецепторы не м. в полной мере объяснить природу синхронизации взаимосвязанных клеток, но возможно др. инструменты разрешат этот вопрос. С некоторыми модификациями система, предложенная Fauquier et al. м.б. также использована для будущих исследований механизмов активности сети FS клеток, особенно для специфического распространения Ca2+ сигналов от FS к эндокринным клеткам и для выявления эффета такого распространения на их секрецию. В этом отношении возбудимость FS и эндокринных клеток указывает на существование общего "neuronal языка" , который важен для взаимодействий между ними. Интересны также исследования химических взаимодействий между FS и эндокринными клетками.

Хотя folliculo-stellate (FS) клетки передней доли гипофиза известны уже 50 лет, их свойства и функция остаются загадочными. Эти звездообразные клетки рбъединяются вместе в фолликулы с цитоплазматическими отростками, распросраняющимися кнаружи, чтобы соединиться с отростками др. FS клеток и с эндокринными клетками, образуя широкую трехмерную сеть в переденй доле гипофиза и pars tuberalis. Гистологические исследования показали, что FS клетки, в противоположность эндокринным клеткам, не являются гранулированными, это позволят предполагать, что эти клетки не связаны с секрецией. Считалось, что FS клетки являются самообновляющимися или стволовыми клетками передней доли гипофиза. Однако, последующие исследования установили, что FS являются зрелыми дифференцированными клетками, способными секретировать некоторые биоактивные молекулы, которые не высвобождаются в кровь, а , по-видимому, действуют локально как паракринные факторы. Подобно гранулированным клеткам, FS клетки экспрессируют некоторые субтипы рецепторов, предполагается, что гипоталямические и intrapituitary гормоны м. влиять на их функцию. Более того, in vitro исследования показали, что FS клетки обладают способностью модулировать активность гормон-секретирующих клеток. Сохранение пульсирующих секреторных профилей при изоляции гипофиза от импульсов гипоталямуса также согласуется с действиями коммуникационной системы внутри железы. Эти и др. находки привели к гипотезе, что сеть FS клеток играет важную роль в контроле эндокринных клеток.

Механизм, с помощью которого сеть FS клеток влияет на активность эндокринных клеток, неизвестен. Морфологические исследования показали, что фолликулярные полости, образуемые FS клетками, генерируют сеть каналов. Это указывает на то, что FS клетки м. регулировать микроциркуляцию с помощью этих анастомозирующих каналов, этот процесс м.б. важным для синхронизации секреторной активности в клетках передней доли гипофиза. Однако, присутствие межклеточных щелевых соединений между FS клетками и эндокринными клетками указывает на возможность того, что межклеточное распределение вторичных мессенджеров отвечает за синхронизацию клеточной активности. В др. тканях, таких как иммортализованные GT1 клетки, щелевые соединения обеспечивают эффективный механизм для быстрой синхронизации электрической активности и передачи сигналов Ca2+ между соединенными клетками. Каналы щелевых соединений м. также обеспечивать межклеточное распредение вторичных мессенджеров, отличных от Ca2+, включая циклические нуклеотиды и inositol phosphates. Однако, не получено доказательств, свидетельствующих, что сеть FS клеток оперирует как соединенный функциональный синцитий. Разбросанные гипофизарные клетки не экспрессируют функциональных щелевых соединений и, следовательно, не м.б. использованы в этих исследованиях. Было предположено, что диспергированные FS клетки не экспрессируют voltage-gated Ca2+ каналов, ограничивая тем самым потенциал общения с помощью щелевых соединений в ответ на химическое купирование.

Изучали электрофизиологические свойства комплекса трехмерной сети клеток и мультиклеточные изменения внутриклетоной концентрации Ca2+ ([Ca2+]i). Группа Patrice Mollard's в результате многолетних исследований продемонстрировала, что локальная электрическая стимуляция FS клеток запускает волны Ca2+, которые распространяются в др. FS клетки со скоростью примерно в 120 µm s^-1. Неожиданно, они нашли, что распространение межклеточной волны Ca2+-зависит от возбудимости мембран и от общения через щелевые соединения. Все эти результаты предоставляют доказательства того, что сеть FS клеток формирует трехмерную модель передачи сигналов Ca2+ между клетками.

Они использовали -Ala-Lys-N?-AMCA, специфический флюоресцентный дипептид, который накапливается в FS клетках. Напряжение от прикосновения микропипетки использовали для электрической стимуляции, а межклеточные волны Ca2+ подвергались мониторингу с помощью конфокальной микроскопии в реальном режиме времени. Полученные результаты показывают, что увеличение[Ca2+]i происходит в клетках, удаленных от места стимуляции, и не одновременно с и не с униформным распределением от стимулируемой области. Кроме того, часто наблюдались спонтанные (в отсутствие электрической стимуляции) межклетоные волны Ca2+ . Более того, эти клетки экспрессировали voltage-gated Na+ и Ca2+ каналы, которые м.б. заблокированы tetrodotoxin и Cd2+, соотв., а также экспрессировали временные и задержанные voltage-gated K+ каналы. Все этого говрит в пользу voltage-индуцированных внутриклеточных волн Ca2+ и указывает на то, что эти FS клетки не отличаются от эндокринных клеток передней доли гипофиза в терминах их возбудимости и экспрессии каналов плазматических мембран.

Роль каналов щелевых соединений в voltage-индуцированном распространении межклеточных волн Ca2+ подтверждается с помощью относительно специфичных блокаторов этих каналов. Инъекциии inositol 1,4,5-trisphosphate в FS клетки инициирует межклетоную волну Ca2+ , которая сравнима с таковой в др. типах клеток и эти волны устранялись блокатарами каналов щелевых соединений. Перенос краски Lucifer yellow между клетками также выявил купирование FS клеток. Т.к. пуринергические рецепторы экспрессируются в FS клетках и т.к. они обеспечивают внеклеточный механизм эффективного электрического купирования клеток в др. такнях, то авт. проверяли потенциальную роль добавления двух блокаторов этих рецепторов. Оба оказались неспособны депрессировать распространенеие волн Ca2+, это исключает возможность, что некоторые пуринергические рецепторы (однако не P2X4- и P2X6-субтипы рецепторов) участвуют в межклеточном распространении Ca2+ сигналов в сети FS клеток.

Fauquier et al. комбинировали измерения [Ca2+]i с удаленной электрической стимуляцией и выявили четкий и скоординированный перенос Ca2+ на расстояния (0.5-1 mm) от места стимуляции и тесную корреляцию с изменениями мембранного потенциала. Межклеточные волны Ca2+ запускались также между FS клетками с coronal и sagittal slices, это указывало на трехмерный способо коммуникаций между FS клетками. Затем авт. было покзано, что краска низко-молекулярного веса, инъецированная в FS клетки переносится в др. клетки.

Эта работа впервые показала, что FS клетки возбудимы и способны к синхронизации их спонтанной и индуцированной электрической активности и к предаче Ca2+ сигналов трехмерным способом. Блокаторы каналов щелевых соединений и пуринергические рецепторы не м. в полной мере объяснить природу синхронизации взаимосвязанных клеток, но возможно др. инструменты разрешат этот вопрос. С некоторыми модификациями система, предложенная Fauquier et al. м.б. также использована для будущих исследований механизмов активности сети FS клеток, особенно для специфического распространения Ca2+ сигналов от FS к эндокринным клеткам и для выявления эффета такого распространения на их секрецию. В этом отношении возбудимость FS и эндокринных клеток указывает на существование общего "neuronal языка" , который важен для взаимодействий между ними. Интересны также исследования химических взаимодействий между FS и эндокринными клетками.

A Novel View of the Function of Pituitary Folliculo-stellate Cell Network