Jump to content

Эпиморфоз

Эпиморфоз определяется как регенерация определенной части организма, включающая обширную пролиферацию соматических стволовых клеток. [1] дедифференциация и реформация, [2] а также образование бластемы . [3] Эпиморфоз можно считать простой моделью развития , хотя он возникает только в тканях, окружающих место повреждения, а не во всей системе. [4] Эпиморфоз восстанавливает анатомию организма и первоначальную полярность, существовавшую до разрушения ткани и/или структуры организма. [4] Эпиморфозная регенерация может наблюдаться как у позвоночных, так и у беспозвоночных, например, у саламандр, кольчатых червей и планарий. [5]

История [ править ]

Томас Хант Морган , биолог-эволюционист, который также работал с эмбриологией, утверждал, что реформация конечностей и тканей имеет много общего с эмбриональным развитием. [6] Основываясь на работе немецкого эмбриолога Вильгельма Ру , который предположил, что регенерация представляет собой два совместных, но различных пути вместо одного, Морган назвал две части регенеративного процесса эпиморфозом и морфаллаксисом . В частности, Морган хотел, чтобы эпиморфоз определял процесс восстановления совершенно новых тканей в результате ампутации или аналогичной травмы, а морфаллаксис был придуман для описания регенерации, которая не использует пролиферацию клеток , например, у гидры . [7] Ключевое различие между двумя формами регенерации заключается в том, что эпиморфоз включает клеточную пролиферацию и образование бластемы, тогда как морфаллаксис этого не делает. [7]

У позвоночных [ править ]

Апикальный эктодермальный гребень в эмбриональном развитии очень похож на апикальный эктодермальный колпачок при регенерации конечностей. Зону прогресса можно увидеть рядом с зоной поляризующей активности , которая инструктирует клетки, как ориентировать конечность. [8]


У позвоночных эпиморфоз основан на образовании бластемы для пролиферации клеток в новую ткань. Благодаря исследованиям плавников рыбок данио , кончиков пальцев мышей и регенерации конечностей у аксолотлей , исследователи Польской академии наук обнаружили доказательства эпиморфоза, возникающего у различных позвоночных, включая случаи эпиморфоза млекопитающих. [9]

Регенерация конечностей [ править ]

Регенерация конечностей происходит, когда часть организма разрушается, и организм должен реформировать эту структуру. Общие этапы регенерации конечности следующие: эпидермис покрывает рану, что называется процессом заживления раны; [10] мезенхима дедифференцируется в бластему и формируется апикальный эктодермальный колпачок, а конечность повторно дифференцируется, образуя полную конечность. [11]

Процессы у саламандр [ править ]

Эпидермальные клетки по краям раны мигрируют, чтобы покрыть рану и стать эпидермисом раны. [12] Рубцовая ткань не образуется, как у млекопитающих. Мезенхимальные ткани культи конечности секретируют матриксные металлопротеиназы (ММП). [13] По мере секреции ММП раневой эпителий утолщается. [13] и в конечном итоге становится апикальным эктодермальным колпачком (АЭК), который формируется на кончике культи. [14] Это похоже на эмбриональный апикальный эктодермальный гребень , который формируется при нормальном развитии конечностей . При АЭК деградируют нервы вблизи места разрушенной конечности. [15] AEC вызывает зоны прогресса восстановление ; это означает, что клетки находятся под AEC (включая кости, хрящи, клетки фибробластов и т. д.). [12] ) дедифференцируются и превращаются в обособленные мезенхимальные клетки, образующие бластему. [12] [13] Некоторые ткани экспрессируют специализированные гены (например, мышечные клетки), и поэтому, если эти ткани повреждены, гены становятся подавленными, а гены пролиферации перестают регулироваться. [12] AEC также высвобождает факторы роста фибробластов (FGF) (включая FGF-4 и -8 ), которые управляют развитием новой конечности, по сути возвращая конечность обратно на стадию эмбрионального развития. [16] Однако, хотя некоторые клетки конечностей и способны к дедифференцировке, они не способны полностью дедифференцироваться до уровня мультипотентных клеток-предшественников. Во время регенерации только хрящевые клетки могут образовывать новую хрящевую ткань, только мышечные клетки могут образовывать новую мышечную ткань и так далее. Дедифференцированные клетки все еще сохраняют свою первоначальную спецификацию . [12] Чтобы начать физическое формирование новой конечности, регенерация происходит в дистальной и проксимальной последовательности. [17] Сначала формируется дистальная часть конечности, а затем дистальная часть конечности взаимодействует с исходной проксимальной частью конечности, образуя промежуточную часть конечности, известную как интеркаляция. [17]

У беспозвоночных [ править ]

Американская editперипланета

Американский таракан способен регенерировать поврежденные или разрушенные конечности, например ноги и усики, а также части своего сложного глаза. Он делает это с помощью лектина — белка, созданного для связывания белков, называемого регенектином , который имеет общее семейство с другими белками, связывающими липополисахарид (ЛПС) . Регенектин выполняет как регенеративную, так и системную защитную функцию и вырабатывается паракринной системой таракана для работы над реформированием мышц. [18]

Капителла editтелета

C. teleta — сегментированный червь, обнаруженный в Северной Америке и способный регенерировать задние сегменты после ампутации. [19] Эта регенерация использует взаимодействие нескольких наборов Hox -генов, а также образование бластемы. Все Hox -гены, участвующие в эпиморфозе, присутствуют в брюшной части червя, но не в передней части. Однако сами по себе гены не управляют передне-задним рисунком грудной клетки червя. [20]

Планария editвитта

P. vitta — это плоский червь рода Planaria , который при необходимости может использовать как морфаллаксис, так и эпиморфоз для повторного роста; у P. vitta эпиморфоз предшествует морфаллаксису и длится около десяти дней. Планарии начинают эпиморфоз за счет сокращения эпидермиса сразу после того, как червю порезали голову, что является реакционным механизмом хищника, направленным на уменьшение площади поверхности в месте пореза. [21] [22] Этот механизм активирует необласты, которые являются тотипотентными стволовыми клетками. [23] что позволяет рабдитам секретировать материалы для создания защитного покрытия слизистой оболочки и эпителия, собирающегося на этом месте за счет распространения клеток, а не пролиферации, которая происходит у позвоночных. [22] Затем на это место приходят дорсальные и вентральные эпителиальные клетки, которые дифференцируются и начинают регенерацию. [24] Полярность планарии может быть восстановлена ​​посредством передне-заднего градиента через сигнальный путь Wnt/β-catenin. [25] У планарий можно описать полярность, согласно которой передняя часть места раны образует голову планарии, а задняя сторона — хвост. [25]

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Медицинское определение ЭПИМОРФОЗА» . www.merriam-webster.com . Проверено 19 февраля 2018 г.
  2. ^ Рибейро Р.П., Блейдорн К., Агуадо М.Т. (март 2018 г.). «Механизмы регенерации у Syllidae (Annelida)» . Регенерация . 5 (1): 26–42. дои : 10.1002/reg2.98 . ПМЦ   5911452 . ПМИД   29721325 .
  3. ^ Ёкояма Х. (январь 2008 г.). «Начало регенерации конечностей: важнейшие шаги для регенеративной способности» . Развитие, рост и дифференциация . 50 (1): 13–22. дои : 10.1111/j.1440-169X.2007.00973.x . ПМИД   17986260 . S2CID   25299267 .
  4. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Кубо Т., Арай Т. (сентябрь 1996 г.). «Лектины насекомых и эпиморфозы» . Тенденции в гликонауке и гликотехнологии . 8 (43): 357–364. дои : 10.4052/tigg.8.357 .
  5. ^ Санчес Альварадо А., Цонис П.А. (ноябрь 2006 г.). «Преодоление разрыва в регенерации: генетические данные, полученные на основе различных моделей животных». Обзоры природы. Генетика . 7 (11): 873–84. дои : 10.1038/nrg1923 . ПМИД   17047686 . S2CID   2978615 .
  6. ^ Сандерленд, МЭ (1 мая 2010 г.). «Возрождение: окно Томаса Ханта Моргана в развитие». Журнал истории биологии . 43 (2): 325–61. дои : 10.1007/s10739-009-9203-2 . ПМИД   20665231 . S2CID   24804711 .
  7. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Определение регенерации Томаса Ханта Моргана: морфаллаксис и эпиморфоз» . Энциклопедия проекта «Эмбрион» . Проверено 19 февраля 2018 г.
  8. ^ Саммербелл Д., Льюис Дж. Х., Уолперт Л. (август 1973 г.). «Позиционная информация в морфогенезе конечностей кур». Природа . 244 (5417): 492–6. Бибкод : 1973Natur.244..492S . дои : 10.1038/244492a0 . ПМИД   4621272 . S2CID   4166243 .
  9. ^ Конн ПМ (20 июня 2017 г.). Животные модели для изучения болезней человека (Второе изд.). Лондон, Великобритания. ISBN  978-0-12-809699-4 . OCLC   992170104 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  10. ^ Реддиен П.В., Санчес Альварадо А (8 октября 2004 г.). «Основы регенерации планарий». Ежегодный обзор клеточной биологии и биологии развития . 20 (1): 725–57. doi : 10.1146/annurev.cellbio.20.010403.095114 . ПМИД   15473858 .
  11. ^ Ёкояма Х. (январь 2008 г.). «Начало регенерации конечностей: важнейшие шаги для регенеративной способности» . Развитие, рост и дифференциация . 50 (1): 13–22. дои : 10.1111/j.1440-169X.2007.00973.x . ПМИД   17986260 . S2CID   25299267 .
  12. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и Гилберт С.Ф. (2014). Биология развития (Десятое изд.). Сандерленд, Массачусетс, США: Sinauer Associates, Inc., стр. 571–573.
  13. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Ёкояма Х. (январь 2008 г.). «Начало регенерации конечностей: важнейшие шаги для регенеративной способности» . Развитие, рост и дифференциация . 50 (1): 13–22. дои : 10.1111/j.1440-169X.2007.00973.x . ПМИД   17986260 . S2CID   25299267 .
  14. ^ Проблемы биологических, биохимических и эволюционных исследований . Атланта, Джорджия: ScholarlyEditions. 2012. с. 464.
  15. ^ Чернофф Э.А., Стокум Д.Л. (апрель 1995 г.). «Аспекты развития регенерации спинного мозга и конечностей» . Развитие, рост и дифференциация . 37 (2): 133–147. дои : 10.1046/j.1440-169x.1995.t01-1-00002.x . ISSN   0012-1592 . ПМИД   37281907 . S2CID   83821328 .
  16. ^ Най Х.Л., Кэмерон Дж.А., Чернофф Э.А., Стокум Д.Л. (февраль 2003 г.). «Регенерация конечности уродели: обзор» . Динамика развития . 226 (2): 280–94. дои : 10.1002/dvdy.10236 . ПМИД   12557206 . S2CID   28442979 .
  17. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Агата К., Сайто Ю., Накадзима Э. (февраль 2007 г.). «Объединяющие принципы регенерации I: эпиморфоз против морфаллаксиса» . Развитие, рост и дифференциация . 49 (2): 73–8. дои : 10.1111/j.1440-169X.2007.00919.x . ПМИД   17335428 .
  18. ^ Кубо Т., Арай Т. (сентябрь 1996 г.). «Лектины насекомых и эпиморфозы» . Тенденции в гликонауке и гликотехнологии . 8 (43): 357–364. дои : 10.4052/tigg.8.357 .
  19. ^ Фрёбиус AC, Матус ДК, Сивер ЕС (23 декабря 2008 г.). «Геномная организация и экспрессия демонстрируют пространственную и временную коллинеарность гена Hox у лофотрохозойя Capitella sp. I» . ПЛОС ОДИН . 3 (12): е4004. Бибкод : 2008PLoSO...3.4004F . дои : 10.1371/journal.pone.0004004 . ПМЦ   2603591 . ПМИД   19104667 .
  20. ^ де Йонг Д.М., Сивер ЕС (19 февраля 2016 г.). «Стабильный грудной код Хокса и эпиморфоз характеризуют заднюю регенерацию Capitella teleta» . ПЛОС ОДИН . 11 (2): e0149724. Бибкод : 2016PLoSO..1149724D . дои : 10.1371/journal.pone.0149724 . ПМЦ   4764619 . ПМИД   26894631 .
  21. ^ Ньюмарк, Пенсильвания, Санчес Альварадо А (март 2002 г.). «Не планарий вашего отца: классическая модель вступает в эпоху функциональной геномики». Обзоры природы. Генетика . 3 (3): 210–9. дои : 10.1038/nrg759 . ПМИД   11972158 . S2CID   28379017 .
  22. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Шандебуа Р. (август 1980 г.). «Динамика закрытия раны и ее роль в программировании планарной регенерации. II – Дистализация» . Развитие, рост и дифференциация . 22 (4): 693–704. дои : 10.1111/j.1440-169x.1980.00693.x . ISSN   0012-1592 . ПМИД   37281333 .
  23. ^ Реддиен П.В., Санчес Альварадо А (ноябрь 2004 г.). «Основы регенерации планарий». Ежегодный обзор клеточной биологии и биологии развития . 20 (1): 725–57. doi : 10.1146/annurev.cellbio.20.010403.095114 . ПМИД   15473858 .
  24. ^ Санчес Альварадо А., Ньюмарк, Пенсильвания (июль 1998 г.). «Использование планарий для анализа молекулярных основ регенерации многоклеточных животных». Заживление и регенерация ран . 6 (4): 413–20. дои : 10.1046/j.1524-475x.1998.60418.x . ПМИД   9824561 . S2CID   8085897 .
  25. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Морган Т. (1901). «Регенерация». Американский исторический обзор . VII . дои : 10.1086/ahr/17.4.809 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 6074f86da44c92584ab93840e90d1c9b__1716180660
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/60/9b/6074f86da44c92584ab93840e90d1c9b.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Epimorphosis - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)