✖


Jump to content

Клетки почек собак Мадина-Дарби

Типичные колонии, образованные клетками почек собак Мадина-Дарби при культивировании в типичном 2D-формате на пластике. Клетки растут плотными колониями благодаря межклеточным соединениям, что является отличительной чертой клеток эпителиального происхождения.

собачьей почки Мадина-Дарби ( MDCK ) Клетки представляют собой модельную клеточную линию млекопитающих , используемую в биомедицинских исследованиях. Клетки MDCK используются для широкого спектра исследований клеточной биологии, включая полярность клеток , межклеточные адгезии (так называемые адгезивные соединения ), коллективную подвижность клеток, исследования токсичности, [1] а также реакции на факторы роста. Это одна из немногих моделей клеточных культур, которая подходит для 3D-культуры клеток и многоклеточных перестроек, известных как морфогенез ветвления. [2]

История

[ редактировать ]

После первоначального выделения в 1958 году эпителиальных клеток из почечных канальцев взрослой собаки кокер-спаниеля Стюартом Х. Мэдином и Норманом Б. Дарби-младшим, [3] клеточная линия, носящая их имя, использовалась в первую очередь в качестве модели вирусной инфекции клеток млекопитающих. [4] [5] [6] Действительно, именно с этой целью они решили изолировать почечные канальцы, поскольку ранее им удалось заразить вирусом клетки, полученные из почечных канальцев других млекопитающих. [7] Таким образом, первоначальная цель выделения и культивирования клеток из этой ткани не заключалась в создании новой модельной системы для биологии эпителиальных клеток. Лишь в 1970 году лаборатория Збинека Брады опубликовала работу, описывающую клетки MDCK как репрезентативную клеточную линию, имеющую признаки эпителиальных клеток почечных канальцев. [8] Они основывали этот вывод на активности транспорта жидкости монослоев, образованных клетками MDCK, наличии микроворсинок на их апикальной (верхней) поверхности и их способности самоорганизовываться при трехмерном выращивании в полые сферы. В своем отчете авторы предположили, что «гистотипическая экспрессия», с помощью которой клетки MDCK формируют структуры, напоминающие ткани их происхождения, может быть плодотворно применена для изучения других тканей. Последующие десятилетия во многом доказали их правоту, хотя репертуар для изучения организации и поведения клеток внутри тканей значительно расширился. [9]

В 1970-х годах клеточная линия MDCK нашла новое применение в качестве модели эпителиальной ткани млекопитающих. В 1982 году Мина Бисселл и ее коллеги показали, что монослои MDCK реагировали на добавление коллагенового слоя (получившего название «сэндвич-культура») пролиферацией и образованием полых канальцев. [10] Это впервые намекнуло на то, что клеточная линия будет реагировать на трехмерную среду путем самоорганизации в соответствующую трехмерную структуру, напоминающую почечные канальцы. В последующие годы было показано, что культура клеток MDCK, полностью погруженная в коллаген, дает полые сферы или ацинусы . [11] Это были простые эпителиальные монослои с определенной внутренней и внешней частью. Однако тот факт, что клетки MDCK не образовывали трубочки в этих условиях, оставался необъяснимым до последнего времени.

В тот же период 1980-х годов биологи, изучающие подвижность клеток, обнаружили интересное и воспроизводимое поведение клеток в культуре: реакцию рассеяния. Эпителиальные клетки в культуре обычно растут в виде плотных скоплений. Однако их можно заставить разорвать межклеточные контакты и стать удлиненными и подвижными после воздействия «фактора рассеяния», секретируемого мезенхимальными клетками, такими как фибробласты Swiss 3T3 . [12] Лучше всего это описала группа Джулии Грей в 1987 году. [13] В тот же период, в середине 1980-х годов, группа Уолтера Бирчмайера сообщила, что моноклональные антитела разрушают межклеточные контакты и изменяют передне-заднюю полярность клеток в культуре. [14] [15] Мишень этого антитела позже была идентифицирована как компонент межклеточных соединений, Е-кадгерин . [16] Эти разрозненные наблюдения в конечном итоге объединились в устойчивую парадигму клеточной подвижности и полярности клеток. Эпителиальные клетки обычно неподвижны, но могут стать подвижными за счет ингибирования межклеточных соединений или добавления факторов роста, вызывающих рассеяние. [17] Оба эти явления обратимы, и оба связаны с разрывом межклеточных соединений.

и его коллеги впервые сообщили о реакции ацинусов MDCK в 3D-культуре на фактор рассеяния В 1991 году Лелио Орчи . [18] Они культивировали ацинусы клеток MDCK в коллагеновых гелях с фибробластами Swiss 3T3 или без них, в которых среда могла обмениваться, но типы клеток не находились в прямом контакте. Эта стратегия клеточной культуры, называемая кокультурой, индуцирует ацинусы MDCK подвергаться морфогенезу ветвления, при котором клетки перестраиваются в сеть взаимосвязанных канальцев, что напоминает развитие многих тканей. [19] В том же году было показано, что «фактором рассеяния» является ранее описанный белок, секретируемый фибробластами, фактор роста гепатоцитов (HGF). [20] Эта работа разрешила выдающуюся загадку культуры MDCK, поскольку ткань, из которой были получены эти клетки, имеет трубчатую форму, однако ранее в 3D-культуре они развивались в сферические ацинусы. Помимо этого непосредственного парадокса, была установлена ​​решающая связь между острой индукцией подвижности клеток в 2D-культуре «фактором рассеяния» и его влиянием на пространственную организацию, принятую тканями в 3D. Эта связь остается значимой как связующее звено между точно определенными механизмами подвижности клеток в 2D и сложными перестройками в 3D, регуляция которых еще полностью не изучена.

Ветвящийся морфогенез

[ редактировать ]
Морфогенез ветвления в течение двух дней клетками почек собак Мадина-Дарби в ответ на фактор роста гепатоцитов (HGF). Изображения были получены с помощью флуоресцентной конфокальной микроскопии, на них виден структурный белок актин, который выделяет границы клеток. Слева: многоклеточные полые сферы клеток, называемые ацинусами, выращенные в 3D-культуре. Справа: после 2 дней лечения HGF клетки образовали множество ветвей.

За последние 20 лет понимание биологии клеток MDCK в 3D-культуре значительно продвинулось благодаря лаборатории Кейта Мостова . Эта группа сосредоточилась на регуляции полярности клеток и ее последующих эффектах на морфогенез ветвления. [21] [2] Действительно, объем работ, выполненных группой Мостова, успешно синтезировал десятилетия знаний о пространственном разделении клеточных функций и их молекулярных маркерах в замечательную модель генерации и гомеостаза клеточной полярности в тканях. [22] [23] В 2003 г. группа Мостова сообщила о первом подробном исследовании, связывающем морфогенез ветвления с признаками апикально-базальной полярности. [24] В этой работе установлено, что клетки MDCK не теряют контактов с соседями во время начала морфогенеза ветвления, но временно теряются канонические маркеры клеточной полярности. Одним из результатов этого сдвига полярности является переориентация деления клеток вдоль вновь растущей ветви клеток, чтобы правильно расположить дочерние клетки для продолжения расширения ветвей. Подвижность клеток, с помощью которой клетки MDCK производят и удлиняют ветви, связана с этими изменениями полярности.

Эти данные были интегрированы в модель морфогенеза ветвления, сфокусированную на временной перестройке передачи сигналов клеточной полярности. Эту модель неофициально называют «тропой Мостова». Это позволяет обычно неподвижным клеткам генерировать выпячивания и коллективно мигрировать с последующей редифференцировкой и образованием полых канальцев. В поддержку этой модели Мостов и др. определили, что эффекты HGF на ацинусы MDCK вызывают частичный переход от эпителиального к мезенхимальному клеточному фенотипу. [25] Этот аргумент подтверждает установленную программу передачи сигналов, называемую эпителиально-мезенхимальным переходом (EMT), посредством которой сидячие эпителиальные клетки становятся подвижными и разрывают межклеточные контакты. [17] ЕМТ был предложен как транскрипционный сигнальный каскад, который управляет рассеянием клеток, хотя ранее исследователи не объединяли эти два понятия. [26] [27] Учитывая то различие, что для ацинусов в 3D межклеточные соединения не разрываются, неясно, как точно связать концепцию EMT с морфогенезом ветвления.

Группа Мостова также исследовала способы, с помощью которых HGF активирует подвижность клеток во время морфогенеза ветвления MDCK. [28] [29] Их исследования показали, что для морфогенеза ветвления необходим транскрипционный фактор Erk, расположенный ниже митоген- активируемого протеинкиназного каскада, четко определенного пути передачи сигнала, участвующего в подвижности и пролиферации клеток. [30] Точный механизм клеточной подвижности, ответственный за морфогенез ветвления MDCK, не был определен группой Mostov, за исключением потребности в сигнальном белке, участвующем в регуляции малой GTPase Rho . [29] Более того, лаборатория Гарделя показала, что инвазивная подвижность клеток MDCK в ацинусах требует Dia1, который регулирует адгезию клеток к отдельным коллагеновым фибриллам. [31] Между тем, др. группы продемонстрировали необходимость в белках адгезии клеток-ECM или их регуляторах в морфогенезе ветвления MDCK. [32] [33] Используя модифицированный протокол для культуры клеток MDCK и морфогенеза ветвления, Гирке и Виттман установили необходимость динамики микротрубочек в регуляции ранних этапов ветвления. [34] Они наблюдали недостаточное сцепление клеток с коллагеновым матриксом, когда микротрубочки были дерегулированы. Этот фенотип указывает на важность перемещения соответствующих белков клеточной адгезии и выпячивания к фронту клетки, когда инициируется морфогенез ветвления. В сочетании с наблюдениями группы Мостова эта работа подтвердила, что полярность клеток необходима для ацинарного гомеостаза MDCK, а также для миграционного поведения во время морфогенеза ветвления.

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Компакт-диск Линдси (ноябрь 1996 г.). «Оценка аспектов токсичности эпсилон-токсина Clostridium perfringens с использованием клеточной линии MDCK». Человеческая и экспериментальная токсикология . 15 (11): 904–908. дои : 10.1177/096032719601501107 . ПМИД   8938486 . S2CID   21968438 .
  2. ^ Перейти обратно: а б О'Брайен Л.Е., Зегерс М.М., Мостов К.Е. (июль 2002 г.). «Мнение: построение эпителиальной архитектуры: идеи трехмерных моделей культуры». Обзоры природы. Молекулярно-клеточная биология . 3 (7): 531–537. дои : 10.1038/nrm859 . ПМИД   12094219 . S2CID   13410353 .
  3. ^ «АТЦК» . АТСС . Проверено 28 августа 2017 г.
  4. ^ Грин Эй Джей (октябрь 1962 г.). «Серийное размножение вируса гриппа B (Ли) в трансмиссивной линии клеток почек собак». Наука . 138 (3536): 42–43. Бибкод : 1962Sci...138...42G . дои : 10.1126/science.138.3536.42 . ПМИД   13901412 . S2CID   30459359 .
  5. ^ Гауш Ч.Р., Хард В.Л., Смит Т.Ф. (июль 1966 г.). «Характеристика установленной линии клеток почек собак (MDCK)». Труды Общества экспериментальной биологии и медицины . 122 (3): 931–935. дои : 10.3181/00379727-122-31293 . ПМИД   5918973 . S2CID   44521872 .
  6. ^ Моултон Дж. Э., Фрейзер Л. М. (октябрь 1961 г.). «Дезоксирибонуклеиновая кислота и изменения белка в клетках почек собак, инфицированных вирусом инфекционного гепатита собак». Вирусология . 15 (2): 91–101. дои : 10.1016/0042-6822(61)90226-4 . ПМИД   14476648 .
  7. ^ Карл Мэтлин, доктор философии, личное общение.
  8. ^ Лейтон Дж., Эстес Л.В., Мансухани С., Брада З. (ноябрь 1970 г.). «Клеточная линия, полученная из нормальной почки собаки (MDCK), проявляющая свойства папиллярной аденокарциномы и эпителия почечных канальцев» . Рак . 26 (5): 1022–1028. doi : 10.1002/1097-0142(197011)26:5<1022::aid-cncr2820260509>3.0.co;2-m . ПМИД   4248968 .
  9. ^ Шамир Э.Р., Эвальд А.Дж. (октябрь 2014 г.). «Трехмерная органотипическая культура: экспериментальные модели биологии и болезней млекопитающих» . Обзоры природы. Молекулярно-клеточная биология . 15 (10): 647–664. дои : 10.1038/nrm3873 . ПМЦ   4352326 . ПМИД   25237826 .
  10. ^ Холл Х.Г., Фарсон Д.А., Бисселл М.Дж. (август 1982 г.). «Формирование просвета линиями эпителиальных клеток в ответ на наложение коллагена: морфогенетическая модель в культуре» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 79 (15): 4672–4676. Бибкод : 1982PNAS...79.4672H . дои : 10.1073/pnas.79.15.4672 . ПМЦ   346738 . ПМИД   6956885 .
  11. ^ Макатир Дж.А., Эван А.П., Гарднер К.Д. (март 1987 г.). «Морфогенетический клональный рост линии эпителиальных клеток почки MDCK». Анатомическая запись . 217 (3): 229–239. дои : 10.1002/ar.1092170303 . ПМИД   3578840 . S2CID   6379141 .
  12. ^ Стокер М., Перриман М. (август 1985 г.). «Эпителиальный фактор рассеяния, выделяемый фибробластами эмбриона». Журнал клеточной науки . 77 : 209–223. дои : 10.1242/jcs.77.1.209 . ПМИД   3841349 .
  13. ^ Стокер М., Герарди Э., Перриман М., Грей Дж. (1987). «Фактор рассеяния - это модулятор подвижности эпителиальных клеток, происходящий из фибробластов». Природа . 327 (6119): 239–242. Бибкод : 1987Natur.327..239S . дои : 10.1038/327239a0 . ПМИД   2952888 . S2CID   39458594 .
  14. ^ Беренс Дж., Бирчмайер В., Гудман С.Л., Имхоф Б.А. (октябрь 1985 г.). «Диссоциация эпителиальных клеток почек собак Мадина-Дарби с помощью моноклонального антитела анти-arc-1: механистические аспекты и идентификация антигена как компонента, связанного с увоморулином» . Журнал клеточной биологии . 101 (4): 1307–1315. дои : 10.1083/jcb.101.4.1307 . ПМК   2113935 . ПМИД   2995405 .
  15. ^ Имхоф Б.А., Фоллмерс Х.П., Гудман С.Л., Бирхмайер В. (декабрь 1983 г.). «Клеточно-клеточное взаимодействие и полярность эпителиальных клеток: специфическое возмущение с использованием моноклонального антитела». Клетка . 35 (3, часть 2): 667–675. дои : 10.1016/0092-8674(83)90099-5 . ПМИД   6652682 . S2CID   41850671 .
  16. ^ Беренс Дж., Марил М.М., Ван Рой Ф.М., Бирчмайер В. (июнь 1989 г.). «Рассеивающая инвазия опухолевых клеток: эпителиальные клетки приобретают инвазивные свойства после потери межклеточной адгезии, опосредованной увоморулином» . Журнал клеточной биологии . 108 (6): 2435–2447. дои : 10.1083/jcb.108.6.2435 . ПМК   2115620 . ПМИД   2661563 .
  17. ^ Перейти обратно: а б Тьери Дж.П., Аклок Х., Хуан Р.Ю., Ньето М.А. (ноябрь 2009 г.). «Эпителиально-мезенхимальные переходы в развитии и заболеваниях» . Клетка . 139 (5): 871–890. дои : 10.1016/j.cell.2009.11.007 . ПМИД   19945376 .
  18. ^ Монтесано Р., Шаллер Г., Орчи Л. (август 1991 г.). «Индукция морфогенеза эпителиальных канальцев in vitro растворимыми факторами, полученными из фибробластов». Клетка . 66 (4): 697–711. дои : 10.1016/0092-8674(91)90115-F . ПМИД   1878968 . S2CID   6309985 .
  19. ^ Аффольтер М., Целлер Р., Кауссинус Э. (декабрь 2009 г.). «Ремоделирование тканей посредством ветвящегося морфогенеза». Обзоры природы. Молекулярно-клеточная биология . 10 (12): 831–842. дои : 10.1038/nrm2797 . ПМИД   19888266 . S2CID   5960255 .
  20. ^ Вейднер К.М., Аракаки Н., Хартманн Г., Вандекерхове Дж., Вайнгарт С., Ридер Х. и др. (август 1991 г.). «Доказательства идентичности фактора рассеяния человека и фактора роста гепатоцитов человека» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 88 (16): 7001–7005. Бибкод : 1991PNAS...88.7001W . дои : 10.1073/pnas.88.16.7001 . ПМК   52221 . ПМИД   1831266 .
  21. ^ Брайант Д.М., Мостов К.Е. (ноябрь 2008 г.). «От клеток к органам: построение поляризованной ткани» . Обзоры природы. Молекулярно-клеточная биология . 9 (11): 887–901. дои : 10.1038/nrm2523 . ПМЦ   2921794 . ПМИД   18946477 .
  22. ^ Мартин-Бельмонте Ф., Гассама А., Датта А., Ю. В., Решер У., Герке В. и др. (январь 2007 г.). «PTEN-опосредованная апикальная сегрегация фосфоинозитидов контролирует эпителиальный морфогенез посредством Cdc42» . Клетка . 128 (2): 383–397. дои : 10.1016/j.cell.2006.11.051 . ПМК   1865103 . ПМИД   17254974 .
  23. ^ Брайант Д.М., Ройно Дж., Датта А., Оверим А.В., Ким М., Ю В. и др. (октябрь 2014 г.). «Молекулярный переключатель ориентации поляризации эпителиальных клеток» . Развивающая клетка . 31 (2): 171–187. дои : 10.1016/j.devcel.2014.08.027 . ПМЦ   4248238 . ПМИД   25307480 .
  24. ^ Ю В., О'Брайен Л.Е., Ван Ф., Борн Х., Мостов К.Е., Зегерс М.М. (февраль 2003 г.). «Фактор роста гепатоцитов переключает ориентацию полярности и способ движения во время морфогенеза многоклеточных эпителиальных структур» . Молекулярная биология клетки . 14 (2): 748–763. doi : 10.1091/mbc.E02-06-0350 . ПМК   150005 . ПМИД   12589067 .
  25. ^ Зегерс М.М., О'Брайен Л.Е., Ю.В., Датта А., Мостов К.Е. (апрель 2003 г.). «Эпителиальная полярность и тубулогенез in vitro». Тенденции в клеточной биологии . 13 (4): 169–176. дои : 10.1016/S0962-8924(03)00036-9 . ПМИД   12667754 .
  26. ^ Янда Э., Леманн К., Киллиш И., Йехлингер М., Херциг М., Даунвард Дж. и др. (январь 2002 г.). «Ras и TGF[beta] совместно регулируют пластичность эпителиальных клеток и метастазирование: рассечение сигнальных путей Ras» . Журнал клеточной биологии . 156 (2): 299–313. дои : 10.1083/jcb.200109037 . ПМК   2199233 . ПМИД   11790801 .
  27. ^ Каллури Р., Нилсон Э.Г. (декабрь 2003 г.). «Эпителиально-мезенхимальный переход и его значение для фиброза» . Журнал клинических исследований . 112 (12): 1776–1784. дои : 10.1172/JCI20530 . ПМК   297008 . ПМИД   14679171 .
  28. ^ О'Брайен Л.Е., Тан К., Кац Е.С., Шютц-Гешвендер А., Липшуц Дж.Х., Мостов К.Е. (июль 2004 г.). «ERK и MMP последовательно регулируют отдельные стадии развития эпителиальных канальцев» . Развивающая клетка . 7 (1): 21–32. дои : 10.1016/j.devcel.2004.06.001 . ПМИД   15239951 .
  29. ^ Перейти обратно: а б Ким М, М. Шеван А., Эвальд А.Дж., Верб З., Мостов К.Е. (декабрь 2015 г.). «p114RhoGEF регулирует подвижность клеток и образование просвета во время тубулогенеза посредством пути ROCK-миозин-II» . Журнал клеточной науки . 128 (23): 4317–4327. дои : 10.1242/jcs.172361 . ПМЦ   4712812 . ПМИД   26483385 .
  30. ^ Vial E, Sahai E, Marshall CJ (июль 2003 г.). «Передача сигналов ERK-MAPK координально регулирует активность Rac1 и RhoA для подвижности опухолевых клеток» . Раковая клетка . 4 (1): 67–79. дои : 10.1016/S1535-6108(03)00162-4 . ПМИД   12892714 .
  31. ^ Фессенденский туберкулез (июнь 2017 г.). Цитоскелетный контроль изменения формы тканей (кандидатская диссертация). Чикагский университет. п. 16. ; «Защита диссертации Тима Фессендена 02.05.2017» . 06.05.2017 . Проверено 28 сентября 2017 г. - через YouTube.
  32. ^ Хантер, член парламента, Зегерс, М.М. (июль 2010 г.). «Pak1 регулирует морфогенез ветвления в культуре клеток 3D MDCK с помощью PIX и бета1-интегрин-зависимого механизма» . Американский журнал физиологии. Клеточная физиология . 299 (1): C21–C32. doi : 10.1152/ajpcell.00543.2009 . ПМК   2904258 . ПМИД   20457839 .
  33. ^ Цзян С.Т., Чиу С.Дж., Чен ХК, Чуанг В.Дж., Тан М.Дж. (май 2001 г.). «Роль альфа (3) бета (1) интегрина в тубулогенезе клеток почек собак Мадина-Дарби» . Почки Интернешнл . 59 (5): 1770–1778. дои : 10.1046/j.1523-1755.2001.0590051770.x . ПМИД   11318947 .
  34. ^ Гирке С., Виттманн Т. (май 2012 г.). «Комплексы микротрубочек + TIP, рекрутированные EB1, координируют динамику выпячивания во время трехмерного ремоделирования эпителия» . Современная биология . 22 (9): 753–762. дои : 10.1016/j.cub.2012.02.069 . ПМЦ   3350573 . ПМИД   22483942 .
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Madin-Darby_canine_kidney_cells&oldid=1217739938"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: ac33b51640e6ac4b9dfe97f7f7c16962__1712494920
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/ac/62/ac33b51640e6ac4b9dfe97f7f7c16962.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Madin-Darby canine kidney cells - 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.)