 |
юБРНюБРНЛЮРХГЮЖХЪюПУХРЕЙРСПЮюЯРПНМНЛХЪюСДХРаХНКНЦХЪаСУЦЮКРЕПХЪбНЕММНЕ ДЕКНцЕМЕРХЙЮцЕНЦПЮТХЪцЕНКНЦХЪцНЯСДЮПЯРБНдНЛдПСЦНЕфСПМЮКХЯРХЙЮ Х ялххГНАПЕРЮРЕКЭЯРБНхМНЯРПЮММШЕ ЪГШЙХхМТНПЛЮРХЙЮхЯЙСЯЯРБНхЯРНПХЪйНЛОЭЧРЕПШйСКХМЮПХЪйСКЭРСПЮкЕЙЯХЙНКНЦХЪкХРЕПЮРСПЮкНЦХЙЮлЮПЙЕРХМЦлЮРЕЛЮРХЙЮлЮЬХМНЯРПНЕМХЕлЕДХЖХМЮлЕМЕДФЛЕМРлЕРЮККШ Х яБЮПЙЮлЕУЮМХЙЮлСГШЙЮмЮЯЕКЕМХЕнАПЮГНБЮМХЕнУПЮМЮ АЕГНОЮЯМНЯРХ ФХГМХнУПЮМЮ рПСДЮоЕДЮЦНЦХЙЮоНКХРХЙЮоПЮБНоПХАНПНЯРПНЕМХЕоПНЦПЮЛЛХПНБЮМХЕоПНХГБНДЯРБНоПНЛШЬКЕММНЯРЭоЯХУНКНЦХЪпЮДХНпЕЦХКХЪяБЪГЭяНЖХНКНЦХЪяОНПРяРЮМДЮПРХГЮЖХЪяРПНХРЕКЭЯРБНрЕУМНКНЦХХрНПЦНБКЪрСПХГЛтХГХЙЮтХГХНКНЦХЪтХКНЯНТХЪтХМЮМЯШуХЛХЪуНГЪИЯРБНжЕММННАПЮГНБЮМХЕвЕПВЕМХЕщЙНКНЦХЪщЙНМНЛЕРПХЙЮщЙНМНЛХЙЮщКЕЙРПНМХЙЮчПХЯОСМДЕМЙЖХЪ
идентификация агрина
|
вХРЮИРЕ РЮЙФЕ: |
Для идентификации сигнала, связанного с базальной мембраной и инициирующего постсннаптическую дифференцировку, МакМахан и его коллеги использовали морского ската Torpedo califomica. Из электрических органов этого животного, родственных скелетной мышце, они приготовили экстракты, содержащие базальные мембраны. Добавленные к культуре мышечных волокон, экстракты симулировали эффекты синаптической базальной мембраны на регенерацию мышечных волокон, а именно индуцировали формирование
Глава 24. Денервация и регенерация синаптических связей 593
|
| Рис. 24.13. Базальная мембрана и регенерация синапсов. (А) Микрофотография нормального нервно-мышечного синапса лягушки, окрашенного рутением красным, показывающая базальную мембрану, погруженную в постсинаптические складки и окружающую шванновскую клетку (S) и нервное окончание (N). (В) Изображение кожно-грудной мышцы, показывающее замороженный (справа) или перерезанный (слева) участок, с целью вызвать локальное повреждение мышечных волокон. (С) Замораживание приводит к дегенерации и фагоцитозу всех клеточных элементов нервно-мышечного соединения, оставляя целой только базальную мембрану мышечного волокна и шванновской клетки. Новые нервно-мышечные синапсы создаются регенерирующими аксонами и мышечными волокнами. (D) Нерв и мышца были повреждены, регенерация мышечных волокон предупреждена рентгеновским облучением. В отсутствие мышечных волокон аксоны регенерировали, восстанавливали связь с исходными синаптическими зонами и формировали активные зоны. Fig. 24.13. Basal Lamina and Regeneration of Synapses. (A) Electron micrograph of a normal neuromuscular synapse in the frog, stained with ruthenium red to show the basal lamina that dips into the postsynaptic folds and surrounds the Schwann cell (S) and nerve terminal (N). (B) Diagram of the cutaneous pectons muscle, showing the region frozen (right) or cut away (left) to damage muscle fibers. (C) Freezing causes all cellular elements of the neuromuscular junction to degenerate and be phagocytized, leaving only the basal lamina sheath of the muscle fiber and Schwann cell intact. New neuromuscular junctions are restored by regenerating axons and muscle fibers. (D) Nerve and muscle were damaged, and regeneration of muscle fibers was prevented by /irradiation In the absence of muscle fibers, axons regenerated; contacted original synaptic sites, marked by the tongue of basal lamina that had extended into the junctional fold (arrow); and formed active zones. (After McMahan, Edgington, and Kuffter, 1980; micrographs kindly provided by U. J. McMahan.) |
кластеров АХ рецепторов вместе с другими компонентами постсинаптической мембраны (рис. 24.15)106).
Активный компонент экстрактов, названный агрином, был очищен и охарактеризован, а у цыпленка, крысы и ската клонирована соответствующая кДНК.107). Результаты гибридизации in situ и иммуногистохимических исследований продемонстрировали, что агрин синтезируется мотонейронами, транспортируется по аксонам и, освобождаясь, индуцирует дифференцировку постсинаптического аппарата в развивающихся нервно-мышечных синапсах (глава 23)108). Затем агрин
594 Раздел IV. Развитие нервной системы
| Рис. 24.14. Аккумуляция AX рецепторов и ацетилхолинэстеразы в исходных синаптических зонах мышечных волокон, регенерирующих в отсутствие нерва. Мышца была заморожена, как на рис. 24.13В, но регенерация нерва была блокирована. Новые мышечные волокна сформировались в пределах оболочек базальной мембраны. (А и В) Ауторадиография регенерированной мышцы с окраской на холинэстераэу, для того чтобы выделить исходную синаптическую зону (в фокусе в части А), и помеченной радиоактивным a -бунгаротоксином, чтобы определить положение АХ рецепторов (серебряные зерна в фокусе в части В). (С) Электронная микрофотография исходной синаптической зоны в регенерированной мышце, отмеченная пероксидазой хрена (HRP), конъюгированной с a -бунгаротоксином. Распределение АХ рецепторов обнаруживается по высокой плотности продукта реакции с HRP, который позволяет различать поверхность мышечного волокна и синаптические складки. (D) Электронная микрофотография исходной синаптической зоны в регенерирующей мышце с окраской на холинэстеразу. | 
Исходная холинэстераза деградировала после заморозки мышцы. Таким образом, выявляемый продукт реакции обусловлен холинэстеразой, синтезированной и аккумулированной в исходной синаптической зоне регенерирующим мышечным волокном.
Fig. 24.14. Accumulation of ACh Receptors and Acetylchohnesterase at Original Synaptic Sites on muscle fibers regenerating in the absence of nerve. The muscle was frozen as in Figure 24.13B, but the nerve was prevented from regenerating. New muscle fibers formed within the basal lamina sheaths. (A and B) Light-microscope autoradiography of a regenerated muscle stained for cholinesterase to maik the original synaptic site (in focus in part A) and incubated with radioactive a bungarotoxin to label ACh receptors (silver grains in focus in part В). (С) Electron micrograph of the original synaptic site in a regenerated muscle labeled with HRP-a-bungarotoxin. The distribution of ACh receptors is indicated by the dense HRP reaction product which lines the muscle fiber surface and the junctional folds. (D) Electron micrograph of the original synaptic site in a regenerated muscle stained for cholinesterase. The original cholinesterase was permanently inactivated at the time the muscle was frozen. Thus, the dense reaction product is due to cholinesterase synthesized and accumulated at the original synaptic site by the regenerating muscle fiber. (A and В after McMahan, Edgington, and Kuffler, 1980; С after McMahan and Slater. 1984; D after Anglister and McMahan, 1985; micrographs kindly provided by U.J. McMahan.)
|
становится частью синаптической базальной мембраны, где участвует в сохранении постсинаптического аппарата и запускает дифференцировку во время регенерации.
Как описано в главе 23, специфичный для мышцы рецептор тирозинкиназы, называемый MuSK, образует часть агринового рецептора. Активация MuSK инициирует внутриклеточное фосфорилирование, что служит пусковым сигналом для агрегации АХ рецепторов.
§ 5. Регенерация в ЦНС млекопитающих
Центральная нервная система взрослого млекопитающего имеет ограниченные возможности для регенерации. Перерезка большинства проводящих путей не сопровождается ростом аксонов и восстановлением функции. Однако, как описано ранее, в некоторых ситуациях после повреждений в центральной нервной системе неповрежденные аксоны могут развет-
Глава 24. Денервация и регенерация синоптических связей 595
|
| Рис. 24.15. Агрин вызывает агрегацию АХ рецепторов в культуре мышечных трубочек цыпленка. Флуоресцентная микрофотография мышечных трубочек, помеченных родамин конъюгированным a бунгаротоксином для выявления АХ рецепторов. (А) Рецепторы с низкой плотностью распределены по поверхности интактных трубочек. (В) Инкубация трубочек с агрином в течение ночи вызывает формирование участков мембраны, в которых происходит аккумуляция АХ рецепторов вместе с другими компонентами постсинаптического аппарата. Fig. 24.15. Agrin Causes Aggregation of ACh Receptors in chick myotubes in culture. Fluorescence micrographs of myotubes labeled with rhodamine-conjugated a -bungarotoxin to mark ACh receptors. (A) Receptors are distributed over the surface of control myotubes at low density. (B) Overnight incubation with agrin causes the formation of patches at which ACh receptors accumulate, together with other components of the postsynaptic apparatus. (After McMahan and Wallace, 1989.) |
вляться и с высокой специфичностью формировать новые синапсы. Более того, при повреждении даже больших участков ЦНС аксоны в благоприятных условиях могут удлиняться на несколько сантиметров и в некоторых случаях формировать синапсы с соответствующими мишенями109)--111).
оНХЯЙ ОН ЯЮИРС: