The conversion of stationary epithelial cells into migratory, invasive cells is important for normal embryonic development and tumour metastasis. Border-cell migration in the ovary of Drosophila melanogaster has emerged as a simple, genetically tractable model for studying this process. Three distinct signals, which are also upregulated in cancer, control border-cell migration, so identifying further genes that are involved in border-cell migration could provide new insights into tumour invasion.
(Табл.1) | Genes that are required for border-cell migration
Box 3 | Regulation of cell adhesion
and the cytoskeleton during border-cell migration As the border cells begin to migrate, changes that
affect their polarity, cell adhesion and the cytoskeleton occur.
Initially, the border cells have a standard epithelial architecture
with apical, basal and lateral domains, each of which contains a
different assortment of integral and peripheral membrane
proteins53.
In addition, ADHERENS JUNCTIONS, SEPTATE JUNCTIONS and GAP JUNCTIONS connect the border cells to
each other and to neighbouring epithelial follicle cells.
When the border cells DELAMINATE from the epithelium, two new
types of polarity become evident in the border-cell cluster. To
detach from the epithelial cells that are left behind, the border
cells must downregulate cell–cell adhesion in this part of the cell
specifically, while at the same time maintaining cohesiveness with
the other migrating cells and with the polar cells. During
migration, the cells seem to maintain distinct domains; one mediates
the stable adhesion between border cells and another mediates the
dynamic adhesion between the border cells and nurse cells that is
necessary for the cells to translocate1.
Ecdysone signalling might contribute to adhesion dynamics as
taiman-mutant border cells accumulate excessive DE-cadherin
when compared with wild-type border cells1.
Ecdysone signalling might therefore stimulate DE-cadherin turnover,
and identifying the downstream target genes of Ecdysone in the
border cells might help to clarify the mechanism.
Migrating border cells also acquire leading and trailing edges,
which are involved in protrusion and retraction, respectively. To
initiate migration, the cells extend actin-rich processes — which
are sometimes very long54
— in between the two most anterior nurse cells55.
Polarization of the border cells in the leading-edge–trailing-edge
dimension is controlled presumably by signalling through the
guidance receptors. Consistent with this idea, long cellular
extensions are formed less efficiently or are less stable in cells
that express dominant-negative Pdgf- and Vegf-related receptor,
Pvr54.
The small GTPase Rac also seems to regulate protrusion55
downstream of Pvr3.
Myosin II is thought to contribute to retraction of the trailing
edge54,
though precisely how this activity is confined to the trailing edge
is not known for these cells. Investigations of the dynamic
regulation of adhesion and the cytoskeleton and their relationships
to the signalling pathways that control migration remain active
areas of research.
Во время эмбрионального развития нередко клетки теряют с эпителием или с матриком контакты, становятся менее поляризованными и отсоединяются от своих соседей. Это поведение клеток становится деструктивным, если приобретается опухолевыми клетками. Опухолевые клетки, которые обнаруживают инвазивные свойства м. перемещаться через окружающие ткани, находя свой путь в кровоток и затем колонизируя отдаленные места.
Очень удобна для изучения миграции небольшая группа инвазивных фолликулярных клеток — которые известны как пограничные клетки (border cells) — в яичниках Drosophila melanogaster. Идентифицировано несколько белков, которые участвуют в процессе миграции border-cell (Табл. 1).
Известны три сигнальных пути, которые контролируют различные аспекты миграции: глобально сигналы стероидных гормонов предопределяют время миграции и координируют это событие с др. изменениями, которые происходят на той же стадии развития яичников; сильно локализованные цитокиновые сигналы, которые активируют Janus kinase (Jak)–signal transducer and activator of transcription (Stat) путь, который необходим и достаточен для индукции миграции; и наконец, факторы роста, которые родственны platelet-derived growth factor (Pdgf) и vascular endothelial growth factor (Vegf) участвуют в ведении клеток к месту их предназначения.
Сходство этих трех сигнальных путей с теми, что нарушаются в опухолевых клетках человека, указывает на то, что большинство из этих сигналов, которые вносят вклад в аберрантную пролиферацию и жизнеспособность опухолевых клеток, м. способствовать подвижности и тем самым вносить вклад в инвазивность.
The border-cell model
Border клетки в овариях Drosophila возникают внутри эпителия из 650 пост-митотических фолликулярных клеток, которые вместе с 16
зародышевыми клетками, которые они покрывают, формируют яйцевые камеры (Box
1). Из 16 зародышевых клеток, одна дифференцируется в ооцит, остальные 15 становятся . Питающие клетки являются , которые питают ооциты и погибают в конце оогенеза. Когда фолликулярные клетки впервые окружают зародышевые клетки, чтобы создать яйцевые камеры, они имеют униформную кубическую морфологию за исключением пары специальных клеток на каждом конце яйцевой камеры, которые обозначаются как полярные клетки (Рис. 1). Морфология и паттерны экспрессии генов в этих полярных клетках отличают их от др. фолликулярных клеток рано в оогенезе, и они они прекращают деления задолго до того как это происходит в др. фоликулярных клетках.
Когда все фолликулярные клетки прекращают делиться, они начинают перестраиваться так, что ~95% клеток постепенно преобразуются в столбчатый эпителий, который контактирует с растущим ооцитом (Рис.1). Остальные 5% фолликулярных клеток распластываются в тонкий плоский слой, который покрывает питающие клетки. Во время этой перестройки, группа из 6–10 клеток, включая передние полярные клетки, выделяется из эпителия и формирует кластер border-cell (Рис. 1). Эти клетки округляются, отсоединяются от др. фолликулярных клеток, выпускают отростки между питающих клеток и прокладывают свои пути через центр яйцевой камеры к переднему краю (border) ооцита (Рис. 2а).
The functions of follicle cells.
В целом, фолликулярные клетки выполняют три важные функции в оогенезе: они секретируют яйцевую оболочку, создают паттерн-формирующие сигналы для ооцита и транспортируют желтковый белок в ооцит во время mid-oogenesis. Бордюрные клетки в частности вносят вклад в формирование яйцевой оболочки, путем образования специализированной структуры, называемой micropyle — благодаря порам в микропиле спермии проникают в яйцо. В отсутствие бордюрных клеток или нарушения их миграции микропиле дейормируется и поры отсутствуют. Яйцо, следовательно, не м.б. оплдодотворено. Кроме того бордюрные клетки вместе с группой клеток на противоположном конце ооцита, экспрессируют формирующий паттерн ген torso-like (), который кодирует секретируемый белок, который вносит вклад в формирование паттерна специализтированной головной и хвостовой частей эмбриона. Итак, бордюрные клетки выполняют, по крайней мере, две функции на переднем конце ооцита, а самки с дефективной миграцией border-cell мутантны.
Производили скрининг на инсерционные мутации по female-sterile, мобильный. Идентифицированы некоторые аллели локуса slow border cells (), которые обнаруживают варьирующие степени стерильности самок. Мутации вызваны инсерцией Р-элементов в регуляторные области, которые контролируют экспрессию гена slbo специфически в овариях. Эти мутации вызывают дефекты миграции бордюрных клеток, в результате продуцируются неоплодотворенные яйца (Рис. 2b), и хотя ядра бордюрных клеток образуют кластер вокруг полярных клеток и они экспрессируют некоторые маркеры бордюрных клеток, клетки не окрушляются и не отсоединяются от остального эпителия. Нулевык мутации в локусе, однако, летальны и это характерно для многих мутаций, которые затрагивают миграцию бордюрных клеток.
Локус slbo кодирует транскрипционный фактор (Slbo), который является Drosophila гомологом CCAAT enhancer binding protein млекопитающих (). Следовательно, экспрессия этого гена необходима, чтобы клетки становились подвижными.
DE-cadherin as a downstream target of Slbo. Идентифицированы нижестоящие мишени. Один из них Drosophila E-cadherin (DE-cadherin) (Табл. 1), гомофильной молекуле межклеточной адгезии. Экспрессия DE-cadherin обнаруживается в бордюрных клетках во время миграции slbo-зависимым способом.Более того, функция DE-cadherin необходима бордюрным клеткам, также как и питающим клеткам, чтобы миграция осуществлялась нормально. Возможно, что гомофильная DE-cadherin-обусловленная адгезия вызывает тягу (traction) так, что бордюрные клетки м. подкрадываться к питающим клеткам. Во многих примерах повышенная экспрессия E-cadherin коррелирует негативно с клеточной подвижностью. Однако, имеются и исключения из этого правила и кадхерины способны обеспечивать адгезию динамических клеток, которая необходима для миграции клеток. Напр., эпителиальные клетки поверхности яичников людей обычно экспрессируют низкие уровни E-cadherin, тогда как инвазивные карциномы, которые возникают из этих клеток экспрессируют высокие уровни E-cadherin, это открывает возможность, что E-cadherin м. вносить вклад в подвижность и инвазивность этих клеток. Более того, др. cadherins, такие как N-cadherin, также способствуют подвижности клеток. Так, cadherins, подобно integrins, м. поддерживать или стабильную адгезию в эпителиальных клетках или динамическую адгезию , которая необходима для миграции клеток.
Identifying other genes for border-cell migration. Др. мишенями Slbo являются focal adhesion kinase (Fak) транскрипционный фактор с цинковыми пальчиками, известный как ;
и (Табл. 1), -directed motor. Большинство таких генов в мутантном состоянии нарушают миграцию бордюрных клеток и обладают плейотропным фенотипом. Одним из подходов выявления мутаций, влияющих на миграцию бордюрных клеток м. служить(Box 2) мозаичные клоны, т.е группы гомозиготных мутантных клеток на гетерозиготном фоне.Др. подходом является так наз. enhancer–promoter (EP) screen (Box 2), связанный с избыточной экспрессией или неправильной экспрессией случайных генов в интересующих типах клеток. Этот метод скрининга разработан для изучения миграции бордюрных клеток, но применим и к др. онтогенетическим процессам у Drosophila.
Qualifying heats
Selecting the migratory cells.
Почену из 650 эпителиальных фолликулярных клетое только пограничные клетки становятся мигратоными и инвазивными? М. думать, что полярные клетки м. продуцировать сигнал, который будет обеспечивать соседним клеткам их способность к миграции. Полярные клетки дифференцируются значительно раньше, чем бордюрные и всегда обнаруживаются в центре кластера бордюрных клеток. Более того, в яйцевых камерах, которые содержат extra и эктопические полярные клетки, в результате специфических мутаций, которые затрагивают развитие полярных клеток, эти extra кластеры бордютных клеток формируются и мигрируют. Интересно, что хотя полярные клетки пересекают яйцквую камеру с кластером бордюрных клеток, они не м. мигрировать сами по себе. Итак, полярные клетки, по-видимому, рекрутируют соседние эпителиальные клетки в кластеры вокруг себя и переносят их к ооциту. Природа этого сигнала и пути передачи сигналов, которые активируются в мигрирующих клетках необходимо исследовать в мозаимных клонах.
The Jak–Stat pathway stimulates migration
GjnПотеря кции Drosophila Stat92e вызывает выраженные и дефекты миграции бордюрных клеток. Stat92e является транскрипционным фактором, который активруется гомологом Drosophila Jak, который, известен как hopscotch (Hop) (Табл. 1). У млекопитающих путь передачи сигналов Jak–Stat охарактеризован. Десятки цитокинов, таких как interferon и interleukins, связываются с рецепторами цитокинов, которые не обладют каталитической активностью. Вместо этого, эти рецепторы ассоциируют коонституитивно с Jak tyrosine kinases, которая активируется связыванием лигнада с рецептором. Jaks затем фосфорилируют рецепторы, которые создают сайты связывания для () домена в Stat, и тем самым сближают его с активированными Jak. Это обусловливает фосфорилирование, димеризацию и транслокацию Stat в ядро, где он функционирует как активатор транскрипции.
Единственный известный цитокиновый лиганд для Jak–Stat пути охарактеризован у Drosophila и кодируется он геном, который известен как unpaired () (Табл. 1). Экспрессия upd в овариях довольно специфична. На ст. 9, когда бордюрные клетки начинают мигрировать, экспрессия upd ограничена парой полярных клеток на каждом конце яйцевой камеры (Рис. 3a,b,e). Такой паттерн экспрессии указывает на то, что Upd секретируется полярными клетками и м. активировать путь Jak–Stat в соседних клетках, приводя к формированию кластера и миграции бордюрных клеток (Рис. 3). Это подтверждено мозаичным анализом. Автономность функции upd анализировали в яйцевых камерах, мозаичных по . В результате показано, что функция upd четко необходима только в полярных клетках для обеспечения миграции бордюрных клеток. Мозаичный же анализ hop и stat аллелей показал, что Jak и Stat функционируют в наружных, миграторных бордюрных клетках, чтобы стимулировать миграцию. Более того, Stat белок специфически накапливается в ядрах бордюрных клеток, но не в полярных клетках, во время миграции (Рис. 3c,d,f,g). Наконец, экспрессия формы рецептора для Upd — известной или как Master of Marelle (Mom) или (Табл.1) — специфически в бордюрных наружных клетках предупреждает миграцию.
Эти находки указывают на то, что активация пути Jak–Stat в фолликулярных клетках м.б. достаточка, чтобы вызывать их миграцию. Экспрессии Hop достаточно, чтобы вызывать экспрессию маркеров бордюрных клеток более чем у 90 клеток, при этом большинство таких клеток мигрирует между питающими клетками. Итак, передача сигналов на пути Jak–Stat и необходима и достаточна для конверсии стационарных эпителиальных клеток в миграторные инвазивные клетки в овариях Drosophila (Рис. 4).
Jak–Stat signalling in border-cell
recruitment
Помимо своего участия в миграции путь Jak–Stat необходим для рекрутирования бордюрных клеток в кластер. Drosophila, у которых , female-sterile upd аллель, яйцевые камеры меньше, чем обычно рекрутируют наружных бордюрных клеток в кластер. Это подтверждено мозаичным анализом нулевого аллеля, подобный же дефект обнаруживается и у hop и statмозаиков. Наиболее тяжелый дефект рекрутирования наблюдался в результате экспрессии доминантно-негативного рецептора.
Бордюрные клетки, обычно формирующие кластер, окружающий полярные клетки, не нуждаются в фолликулярных клетках, которые экспрессируют активрованный Jak, для миграции кластера. Первичной функцией кластера м.б. поддержание контактов с полярными клетками — и тем самым поддержание готовности (exposure) к Upd. Это м. объяснить, почему в яйцевых камерах дикого типа одиночные бордюрные клетки иногда остаются вдоль пути миграции. Если клетки отделяются от кластера, то они теряют свою способность воспринимать сигнал Upd, чтобы мигрировать дальше. Количество бордюрных клеток варьирует от 6 до 10 (включая полярные клетки) и это м.б. функцией количества клеток, которое физически соприкасается с полярными клетками. Однако, Upd, по-видимому, является секретируемым белком, поэтому не совсем ясно, почему бордюрные клетки уждаются в соприкосновении с полярными клетками. Вообще, только клетки, которые наиболее близки к полярным клеткам, получают достачочно высокие концентрации лиганда. Альтернативно, лиганд м.б. каким-то образом ассоциирован с мембранами, например, благодаря липидным модификациям, которые и вызывают потребность в прямом контакте.
Regulating migration or specifying cell fate?
Экспрессия многих маркеров бордюрных клеток, включая C/EBP, Fak и DE-cadherin, необходима для активации этого сигнального пути, поэтому разумно предположить, что они влияют на детерминацию судьбы. Однако, трудно отделить детерминацию судьбы клеток от миграции в этих клетках,т.к. их качественные особенности тесно связаны с их способностью мигрировать. Др. словами, все идентифицированные гены, которые экспрессируются специфически в этой популяции клеток, скорее всего регулируют миграцию клеток. Так, гипоморфные мутации компонентов пути Jak–Stat не мешают образованию кластера бордюрных клеток с нормальным количеством клеток, экспрессирующих Slbo и др. маркеры, но такие клетки неспособны к миграции. Это говорит о том, что имеются нижестоящие мишени на пути передачи сигналов Jak–Stat, которые независимы от пути Slbo, и которые необходимы для миграции. Ген upd четко экспрессируется в полярных клетках в течение всей миграции (Рис. 3b), это указывает на то, что он продолжает функционировать и за пределами стадии, когда судьба бордюрных клеток специфицируется. Это напоминает роль транскрипционного фактора в клетках. Slug необходим в первую очередь для спецификации популяции миграторных клеток и затем. чтобы заставить их мигрировать.
Ясно, что путь Jak–Stat м. регулировать миграцию клеток, независимо от спецификации судьбы клеток. Напр., показано, что Jak–Stat передача сигналов необходима для перемещения клеток во время гаструляции у рыбок данио и что это не связано с судьбой клеток. У мышей ткане-специфический нокаут показывает, что ген необходим в для заживления ран ( в оновном на миграцию, чем пролиферацию клеток).
Путь Jak–Stat постоянно активирован в различных опухолях человека, где отвечает за жизнеспособность и пролиферацию. Обнаружение, что Jak–Stat сигналы м. регулировать и миграцию бордюрных клеток, гаструляцию у рыбок данио и заживление ран, открывает возможность, что активация этого пути в опухолевых клеток будет способствовать их подвижности также
Getting off the starting blocks
Ecdysone and Taiman in border-cell migration.
Очевидно, что время миграции клеток во время развития является важным. Время миграции бордюрных клеток, по-видимому, регулируется стероидным гормоном Ecdysone. Локус taiman (tai), идентифицирован при скрининге мутаций, вызывающих нарушения миграции блордюрных клеток. Мутации tai вызывают клеточно-автономные и полностью дефекты миграции. Локус tai кодирует у Drosophila гомолог белка человека AIB1 (amplified in breast cancer 1) (Табл 1). AIB1 является ко-активатором рецептора oestrogen, который амплифицируется или избыточно экспрессируетсяв существенной фракции опухолей груди и яичников. AIB1 является членом небольшого семейства транскрипционных ко-активаторных белков — известных как класс P160 — которые связываются только с гормональными рецепторами в присутствии лиганда и необходимы для гормонами стимулируемой экспрессии генов.
Открытие, что белок, гомологичный ко-активатору стероидного рецептора необходим для миграции клеток, явилось сюрпризом. Их рольв метастазировании недоучитывалась при действии антагонистов стероидных гормонов, таких как tamoxifen, который широко используется для предупреждения повторного появления рака груди и метастазирования.
Показано, что Tai является bona fide steroid-hormone receptor co-activator. Белок Tai содержит все мотивы аминокислотных последовательностей, характерные для P160 ко-активаторов и обнаруживает сходство последовательностей с белками этого класса. У Drosophila, имеется только один стероидный гормон, Ecdysone. Резкое возрастание концентрации Ecdysone происходит точно на стадии оогенеза, когда мигрируют бордюрные клетки. Обе субъединицы рецептора Ecdysone —
и Ultraspiracle (Usp) — экспрессируются в бордюрных клетках во время миграции. Tai, EcR и Usp также колокализуются в специфических локусах личиночных хромосом in vivo. Tai связывается с EcR–Usp гетеродимерами лиганд-зависимым способом in vitro и потенциирует транскрипционную реакцию на Ecdysone в культивируемых клетках. Наконец, бордюрные клетки, лишенные usp не способны мигрировать. Очевидно, что ни судьба, ни пролиферация tai-мутантных бордюрных клеток не затрагивается этим путем — в таком случае существует клеточная подвижность, которая нуждается в гормональном сигнале.
Ecdysone действует посредством EcR, Usp и Tai,по-видимому, регулируя время миграции бордюрных клеток и координируют это событие с др., такими как развитие зародышевой линии и общая перестройка эпителия из фолликулярных клеток. Если передача сигналов Ecdysone глобально редуцирована (напр., за счет temperature-sensitive аллелей генов, необходимых для синтеза Ecdysone), то оогенез останавливается непосредсвенно перед миграцией бордюрных клеток. Когда функция Tai устраняется специфически из бордюрных клеток, то они становятся неспособными мигрировать. Когда же функция Tai удаляется из небольшой группы клеток, эпителиальных фолликулярных клеток, то мутантные клетки оказываются неспособными реагрегировать, поведение, которое обычно сопутствет миграции бордюрных клеток.
Гормоны м. координировать миграцию клеток как и др. события у различных эмбрионов и животных. Так, ген Caenorhabditis elegansdaf-12, который кодирует белок, родственный рецепторам стероидных гормонов, необходим для нормальной миграции клеток, известных как distal-tip cell, а также для хода личиночного развития. Важной функцией DAF-12 в distal-tip клетках является контроль собственно временной экспрессии гена , который кодирует наводящие рецепторы для миграции distal-tip клеток. Хотя нижестоящие мишени для сигналов Ecdysone в бордюрных клетках неизвестны, затрагивается, по-видимому, регуляция адгезии динамичных клеток (Box 3), тогда как экспрессия единственного известного рецептора наведения не регулируется экдизоном. М. существовать несколько молекулярных механизмов, с помощью которых передача сигналов стероидных гормонов м. контролировать миграцию клеток.
Обнаружение, что экдизон контролирует миграцию бордюрных клеток и что DAF-12 необходим для миграции distal-tip-клеток, открывает возможность того, что oestrogen, эстрогеновый рецептор и AIB1 м. совершать больше, чем только регулировать пролиферацию клеток рака груди. Вообще-то в опухолевых клетках, как и в бордюрных клетках, передача сигналов стероидных гомонов вносит вклад в подвижность и инвазивность. Определенно, пептиды ростовых факторов стимулируют и пролиферацию и подвижность. Очевидно, что цитокины м. осуществлять оба эти эффекта. Фактически, большинство внеклеточных лигандов участвует в клеточной подвижности, а также в контроле пролиферации и жизнеспособности.
Staying on the inside track
Бордюрные клетки мигрируют непосредственно в центр яйцевой камеры и никогда не отклоняются от этого пути, несмотря на то, что проходят через несколько соединений между питающими клетками. Редко, в аномальных яйцевых камерах, в которых ооцит смещен к одной из сторон вместо того, чтобы находиться на заднем конце, бордюрные клетки продолжают по-прежнему мигрировать к ооциту, указывая тем самым, что ооцит продуцирует определенного типа аттрактант. Описан один из таких факторов, (Табл. 1). Pvf1 идентифицирован при EP скрининге генов, отвечающих за градированное распределение хемоаттрактантов в яйцевой камере. Было выявлено два гена, кодирующих лиганды для рецепторных тирозин киназ. первый ген, vein, кодирует лиганд (Vein) для рецептора epidermal growth factor (Egf), но он не обязателен для нормальной миграции бордюрных клеток к ооциту. Второй, pvf1.
Pvf1.
Локус pvf1 кодирует белок в 325 аминокислот, который содержит N-терминальные сигнальные последовательности и обнаруживает 29%
идентичность аминокислотных последовательностей, свыше 130 аминокислот,с Vegf и 28% идентичности, свыше 104 аминокислот, с Pdgf. Эти молекулы обладют хемоаттрактаными свойствами. Паттерн экспрессии этого белка образует градинт с наивысшим уровнем вблизи ооцита, который являюется целью миграции (Рис. 5a,b).
При избыточной экспресси он вызывает дефекты, если pvf1 мутанте, то вызывает нарушение миграции бордюрных клеток. Оригинальная EP инсерция в локус вызывает нулевую мутацию в гене pvf1 и ~30% мутантных pvf яйцевых камер обнаруживает неполную миграцию бордюрных клеток. Т.к. миграция в большинстве яйцевых камер нормальная, то гомозиготные самки фертильны.
Мутантный pvf1 фенотип довольно слабый по сравнению с др. миграционными мутантами. Наведение миграции клеток in vivo, подобно нахождению путей аксонами, довольно сложное и в нем участвуют многие классы хемоаттрактантов и хеморепеллентов. Некоторые дефекты средней выраженности становятся более тяжелыми при удалении дополнительных факторов наведения. Следовательно, д. существовать дополнительные факторы наведения бордюрных клеток.
Other Pvf family members.
Геном Drosophila содержит два гена, кодирующих белки. родственные Pvf1, это и (или Vegf27cb и Vegf27ca). У эмбрионов Drosophila все три pvf гена обнаруживают перекрывающиеся функции в отношении миграции субпопкуляции макрофагов, гемоцитов (haemocytes). Эмбрионы, которые гомозиготны по pvf1 мутации не обнаруживают дефекта миграции гемоцитов. Сходным образом, инсерции P-element в ген pvf2 не вызывают такого эффекта. Однако, если экспрессия всех трех pvf генов редуцирована за счет , то возникают выраженные дефекты миграции гемоцитов.
Pvr.
Рецепторы Pvf известны как Pvr (Табл. 1), известен только один ген в геноме дрозофилы, который кодирует белок с очень высокой гомологией рецепторам Pdgf и Vegf. В принципе, идея, что Pvf1, -2 и -3 функционально перекрываются (redundant) м.б. подтверждена потерей рецептора. Теоретически, рецепторный белок д. функционировать как доминантно-негативный и за счет секвестрирования лиганда и за счет димеризации с рецепторами полной длины, чтобы создать нефункциональный комплекс. Экспрессия доминантно-негатиного Pvr вызыват дефект миграции средней выраженности, сходный с таковым при потере Pvf1. Это м. указывать или на то, что Pvf2 и Pvf3 не вкладывают существенного вклада в миграцию бордюрных клеток или что доминантно-негативный репрессор вызывает частичную скорее, чем полную потерю функции. Недавно установлено, что нулевой фенотип Pvr в бордюрных клетках не является более строгим, чем у Pvf1. Следовательно, Pvf2 и Pvf3 вносят незначительный вклад — если вообще — в миграцию бордюрных клеток.
Epidermal growth factor receptor.
У Drosophila Egf рецептор играет роль в конце миграции бордюрных клеток. Возможно функция Egf перекрывается с Pvr. Однако, в противоположность потере Pvr, потеря рецептора Egf receptor не затрагивает миграции бордюрных клеток в ооците. Экспрессия же доминантно-негативного Egf рецептора вместе с доминантно-негативным Pvr обусловливает более сильный фенотип, чем репрессоров по отдельности.
Many guidance factors in border-cell migration?
Эктопическая экспрессия pvf1 оказывает незначительный эффект на миграцию бордюрных клеток в большинстве яйцевых камер. В небольшом числе яйцевых камер, бордюрные клетки мигрируют в направлении эктопического источника Pvf1, следовательно, он м. изменить направление миграции. Pvf1, по-видимому, наиболее эффективен, когда экспрессируется вблизи переднего конца яйцевой камеры. Ни эктопический Pvf2 ни лиганд для Egf рецептора не вызывают изменения направления миграции бордюрных клеток.Более того, ко-экспрессия Pvf1 и лиганда для Egf рецептора не более эффективны, чем по отдельности. Возможно, что имеется один или несколько дополнительных факторов наведения, которые пока неидентифицированы (Рис. 6).
At the finish line
Как только бордюрные клетки достигают ооцита они далеют поворот на 90° и перемещаются на несколько клеточных диаметровв дорсальную сторону яйцевой камеры, где они располагаются на одном уровне с ядром ооцита на противоположной стороне плазматической мембраны ооцита. Ведение этой миграции контролируется сигналами, обеспечиваемыми Egf рецепторами. Некоторые лиганды для этих рецепторов, включая Vein (гомолог neuregulin
), Gurken (, гомолог transforming growth factor-α) и (гомолог Egf), экспрессируются на дорсальной стороне яйцевой камеры. Из них лишь элиминация Grk или Egf рецептора вызывает обнаружимую потерю движения в дорсальном направлении бордюрных клеток. Т.к. потеря Grk ведет также к потере экспрессии др. лигандов, то не совсем ясно, какие лиганды контролируют это движение бордюрных клеток или они перекрываются.
Избыточная экспрессия Vein или др. лигандов Egf рецептора или в питающих клетках или в бордюрных клетках вызывает заметные дефекты миграции.
Возможно, что избыточная экспрессия этих молекул меняет эндогенные градиенты, участвующие в ведении бордюрных клеток, и это останавливает миграцию. Или возможно, что высокий уровень передачи сигналов через Egf рецепторы производит стоп сигнал, который бордюрные клетки распознают, когда достигают места своего предназначения — дорсального переднего угла ооцита. Это д.б. сигнал, который обычно функционирует в конце миграции бордюрных клеток. Или клетки заканчивают свою миграцию просто потому, что они встречаются с физическим барьером, таким как плазматическая мембрна ооцита или из-за некоего еще не идентифицированного сигнала.
Implications and future directions
Следовательно, эпителиальные фолликулярные клетки в яичниках Drosophila нуждаются в конкурентной активации трех различных сигнальных путей, чтобы стать миграторными и инвазивными (Рис. 7). Сигнал стероидного гормона гарантирует, что клети будут мигрировать в соотв. время онтогенеза; цитокиновые сигналы определяют, какие клетки м. мигрировать; a продуцируемые ооцитом факторы наведения гарантируют, что клетки будут мигрировать в соотвествующее место.
Эпителиальные клетки д. подвергаться более экстенсивным изменениям полярности, адгезивной динамики и цитоскелетной организации, чтобы стать миграторными. Напр., клетки нейрального гребня для своей миграции нуждаются в активности нескольких транскрипционных факторов.
Остается посмотреть как эти механизмы контролируют миграцию др. клеток во время развития, заживления рани метастазирования.
Одним наиболее характерным признаком миграции бордюрных клеток является расположение наружных миграторных клеток, которые окружают центральные сигнальные клетки в кластере. Примодиальные зародышевые клетки и клетки нейрального гребня мигрируют в виде взаимосвязанных цепочек клеток скорее, чем в виде отдельных клеток. Нейроны латеральной линии, которые являются специализированными соматосенсорными нейронами у личинок рыб, мигрируют вместе в , который состоит из центральных нейральных клеток, которые окружены поддерживающими клетками. Итак, миграция примордиев латеральной линии сильно напоминает микрацию кластера бордюрных клеток. Кроме того некоторые опухолевые клетки метастазируютс в виде кластеров (cohorts или nests). Выявлены некоторые различия в экспрессии генов между наружными и внутренними клетками опухолевых гнезд.
Обнаружение, что некоторые сигнальные пути, которые усиливаются или активируются постоянно в опухолях, м. также управлять инвазивным поведением бордюрных клеток указывает на то, что обнаружение белков. участвующих в миграции бордюрных клеток м. помочь идентификации новых белков, участвующих в инвазии опухолей. Так потребность в myosin VI для миграции бордюрных клеток интересна в этом отношении. Миозин VI усиливает свою активность в бордюрных клетках во время миграции slbo-зависимым способом. Устранение myosin VI из бордюрных клеток ингибирует их миграцию. Миозин VI, по-видимому, функционирует в комплексе с DE-cadherin и Armadillo (гомолог Drosophila β-catenin), частично, чтобы стабилизировать белковые компоненты комплекса и возможно, чтобы обеспечить выпячивание актиновых филамент во время миграции. Известно, что the уровни миозина VI увеличиваются в овариальных карциномах. Итак, миозин VI м.б. белком, который участвует в метастазировании опухолей.
