Подробная схема этих движений приведена на рис. 4.25. Один из наиболее важных аспектов гаструляции у амфибий это схождение к центру (конвергенция) и удлинение (растяжение) инволюирующей краевой зоны (ИКЗ), которая представляет собой область, расположенную непосредственно над губой бластопора.
В поверхностном слое этой зоны (ИКЗП0В) находится материал энтодермальной крыши архентерона, а ее глубокий слой (ИКЗГЛ) содержит проспективные мезодермальные клетки (в том числе клетки хорды).
|
| Рис. 4.24. Интегрированная модель клеточных движений в период гаструляции. А. Ранняя гаструла характеризуется интердигитацией слоев глубоких клеток краевой зоны и их инволюцией. Б. В. Зародыши на более поздних стадиях гаструляции. Глубокие краевые клетки уплощаются, а бывшие поверхностные клетки краевой зоны образуют стенку архентерона (гастроцеля). Колбовидные клетки выделены частыми точками. (По Keller. 1981.) |
Во время гаструляции клетки анимальной чаши и неинволюирующей краевой зоны распространяются путем эпиболии, покрывая весь зародыш. Дорсальная часть неинволюировавших краевых клеток расширяется быстрее, чем вентральная, заставляя губы бластопора двигаться в вентральном направлении. Клетки из этих двух зон будут формировать эктодерму зародыша. Глубокая инволюирующая краевая зона представляет собой кольцо клеток, из которых образуются хорда, головная мезодерма, мезодерма сомитов и боковых пластинок. Во время гаструляции это кольцо инволюирует через губы бластопора, формируя мезодермальную мантию.
Клетки-предшественники головной мезодермы, боковой и брюшной мезодермы распространяются во всю ширину зародыша, тогда как материал хорды и сомитов конвергирует в дорсальном направлении, образуя дорсальные осевые структуры. Клетки ИКЗпов формируют энтодермальные ткани крыши архентерона. Суббластопоральная энтодерма покрывается обрастающими ее клетками неинволюирующей краевой зоны и образует дно архентерона.
Конвергентное растяжение мезодермы является, по-видимому, автономным, потому что движения клеток наблюдаются даже в том случае, когда они изолированы из остальной части зародыша.
Миграция идет по фибронектиновой сети, секретируемой клетками крыши бластоцеля. Это предположение было подтверждено фактом, что химически синтезированный «поддельный» фибронектин может конкурировать с фибронектином внекле
| Рис. 4.26. Перераспределение клеток в процессе конвергентного растяжения мезодермы у зародыша шпорцевой лягушки. А Дорсальная область ИКЗГЛ (которая образует хорду) взята от зародыша, меченного частицами флуоресцирующего декстрана, и пересажена немеченому зародышу. К. После приживления меченые клетки (светлые) остаются на месте не рассеиваясь. В. Когда этиклетки участвуют в образовании хорды, они перемешиваются с клетками хозяина. Г. Перемещение отдельных меченых клеток при формировании хорды, прослеженное с помощью видеомагнитофонной записи in vitro. (По Keller et al.. 1985; Keller. 1986; фотографии с любезного разрешения R. E. Keller.) |
точного матрикса. Клетки связываются с определенным участком белка фибронектина. который содержит специфическую последовательность из 10 аминокислот:
Aрг-Гли-Асп-Сер-Про-Ала-Сер-Сер-Лиз-Про.
Буко и др. (Boucaut et al.. 1984) инъецировали большие количества этого декапептида в бластоцель зародыша тритона вскоре после начала гаструляции. Если фибронектин имеет существенное значение для миграции клеток, то клетки, связанные этим растворенным фрагментом пептида, а не фибронектиновым матриксом, должны будут остановиться. Не-
| Рис. 4.27, Фибронектиновые фибриллы у зародыша тритона на стадии гаструлы, визуализированные с помощью флуоресцирующих антител к фибронектину. Иммунофлуоресценция выявляет фибриллярную сеть на базальной поверхности эктодермальных клеток, выстилающих крышу бластоцеля. (Из Boucaut et al.. 1985: фотография с любезного разрешения J.-C. Boucaut.) |
способные найти свой путь мезодермальные клетки должны прекратить инволюцию. Именно это и произошло в опыте Буко (рис. 4.28). На внутренней стороне эктодермы не было видно мигрирующих клеток. Вместо этого клетки-предшественники мезодермы оставались на поверхности зародыша, образуя клеточную массу, свернутую в виде спирали. Другие синтетические декапептиды (в том числе другие фрагменты молекулы фибронектина) не препятствовали миграции.
| |
| Рис. 4.28. Зародыши тритона, гаструлирующие нормально (А. Б). и аномально гаструлирующие зародыши, которым в бластоцель были инъецированы растворы фибронектиновых фрагментов, связывающихся с инволюирующими клетками (В.Г.) Нормальным зародышам был инъецирован контрольный раствор без фибронектина. (Фотографии получены с помощью сканирующего электронного микроскопа.) A. Разрез зародыша на стадии средней гаструлы. Б. Общий вид зародыша на стадии желточной пробки (близко к концу гаструляции). В.Общий вид зародыша на конечной стадии «арестованной» (остановленной) гаструлы. Г. Разрез через такую аномальную гаструлу: у этих зародышей клетки-предшественники мезодермы, будучи связаны с синтетическим фибронектином, не могут найти нормальный выстланный фибронектином путь, по которому они должны мигрировать. Архентерон отсутствует, потому что неинволюировавшие клетки презумптивной мезодермы остались на поверхности. 1 - архентерон; 2 - бластопор: 3 - бластоцель: 4 - желточная пробка; 5 - мезодерма: 6 - эктодерма; 7 - энтодерма. (Из Boucaut el al., 1984; фотография с любезного разрешения J.-P. Thiery,) |
РОСТ