Фрактон
| Фрактон | |
|---|---|
 Просвечивающая электронная микрофотография фрактона, демонстрирующая типичные фрактальные ультраструктурные характеристики. | |
| Подробности | |
| Идентификаторы | |
| латинский | никто |
| Анатомические термины микроанатомии | |
В биологии фрактоны представляют собой структуры, состоящие в основном из ламинина и гепарансульфатпротеогликана (HSPG), впервые обнаруженные в нише внеклеточного матрикса субвентрикулярной зоны бокового желудочка (СВЗА) в мозге мыши. [1] [2] Недавние исследования показали его важность в нейрогенезе , глиогенезе и ангиогенезе у взрослых . [3]
Фрактоны обнаруживаются рядом со стволовыми клетками или связаны со ними и принимают активное участие в пролиферации, дифференцировке и миграции клеток.
Новая работа предполагает, что фрактоны участвуют в кортикализации во время эмбриогенеза. [4] а также при раке и нейродегенеративных заболеваниях .
История
[ редактировать ]Термин «фрактон» происходит от слова «фрактал» , термина, придуманного Бенуа Мандельбротом в 1975 году.
Фрактоны были обнаружены в 2002 г. в внеклеточного матрикса нише субвентрикулярной зоны бокового желудочка (СВЗА) мозга мышей. [1] Первоначально обнаруженные в нейрогенных областях мозга, недавние исследования показывают, что фрактоны также присутствуют во многих организмах, включая, помимо прочего, растения , грибы , беспозвоночных и позвоночных животных. [5] Поскольку открытие фрактонов стало поворотным моментом в нейробиологии и понимании ниш стволовых клеток в мозге млекопитающих, другие проекты были проведены в различных органах, и было обнаружено, что фрактоны играют важную роль не только в физиологии, но и в многочисленных патологиях. Например, фрактоны чрезвычайно снижены при аутизме. [6] [7] но широко представлен при воспалениях, раке и других патологиях.
Характеристики
[ редактировать ]Фрактоны представляют собой структуры, состоящие из протеогликанов, состоящих главным образом, помимо прочего, из ламинина и HSPG . Различные модели сульфатирования в HSPG и длина цепи ответственны за многочисленные пути в физиологии, а также в патологии, участвуя в связывании большинства факторов роста , а также в развитии эмбрионов , вирусных инфекциях , раке и других патологиях.
Часть фрактонов HSPG отвечает за связывание, удержание и высвобождение факторов роста во внеклеточном матриксе . Более того, фрактоны всегда связаны с клеточными процессами, таким образом соединяя до 20 различных ячеек с одним фрактоном, выступая в качестве панели управления для всех них.
Физиология
[ редактировать ]Фрактоны — это структуры внеклеточного матрикса , впервые обнаруженные в нейрогенной зоне мозга. Фрактоны в основном состоят из протеогликанов, таких как ламинин и HSPG. Эти протеогликаны связывают фактор роста во внеклеточном матриксе, регулируя пролиферацию стволовых клеток, что было продемонстрировано в нейрогенной зоне взрослого мозга, где фрактоны ответственны за производство и дифференцировку новых нейронов. Основная роль этих структур, связанных с широким спектром клеток, заключается в том, чтобы выступать в качестве контрольной панели для пролиферации, дифференциации и миграции клеток. Фрактоны также регулируют судьбу стволовых клеток в мозге, контролируя, как стволовые клетки должны развиваться. [2]
Эмбриональное развитие
[ редактировать ]Фрактоны были описаны на раннем этапе развития эмбриона мыши как пунктаты ламинина и/или HSPG. Они принимают разные модели на каждой стадии развития, от двухклеточной стадии до постнатальной стадии.Недавние исследования показывают, что фрактоны играют ключевую роль в кортикализации и формировании субвентрикулярной зоны и желудочковой зоны бокового желудочка.
Рак
[ редактировать ]Недавние исследования показывают, что фрактоны повсеместно присутствуют при раке. Поскольку считается, что фрактоны представляют собой пре- или постбазальные мембранные структуры, [8] Анализ фрактонов-маркеров у больных глиобластомой , раком кишечника и желудка, опухолями почек, печени, легких и яичников выявил многочисленные фрактоны при отсутствии базальных мембран. Это может указывать на изменения в микроокружении опухоли , которые могут перестраивать раковые клетки и способствовать росту и пролиферации.
болезнь Альцгеймера
[ редактировать ]Фрактоны, возможно, уже были описаны при болезни Альцгеймера (БА), поскольку они представлены в виде пунктатов ламинина и/или HSPG. Амилоидные бляшки, ассоциированные с пунктами ламинина [9] и гепарансульфат-протеогликан уже описаны в нескольких источниках, но еще не связаны с исследованиями фрактонов.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Мерсье, Фредерик; Китасако, Джон Т.; Хаттон, Гленн И. (16 сентября 2002 г.). «Возвращение к анатомии нейрогенных зон головного мозга: фрактоны и сеть фибробластов/макрофагов». Журнал сравнительной неврологии . 451 (2): 170–188. дои : 10.1002/cne.10342 . ISSN 0021-9967 . ПМИД 12209835 . S2CID 19919800 .
- ^ Jump up to: а б Мерсье, Фредерик (2016). «Фрактоны: ниша внеклеточного матрикса, контролирующая судьбу стволовых клеток и активность факторов роста в мозге в норме и при заболеваниях» . Клеточные и молекулярные науки о жизни . 73 (24): 4661–4674. дои : 10.1007/s00018-016-2314-y . ПМЦ 11108427 . ПМИД 27475964 . S2CID 28119663 .
- ^ Насименто, Маркос Ассис; Коэльо-Сампайо, Татьяна; Сорокина, Лидия (14 декабря 2016 г.). «Луковицы фрактона происходят из эпендимальных клеток, и их ламининовый состав влияет на пролиферацию клеток в субвентрикулярной зоне». п. 093351. bioRxiv 10.1101/093351 .
- ^ Чиба, Моник; Мерсье, Фредерик; Рейдер, Джон; Дуэ, Ванесса; Арикава-Хирасава, Эри (2010). «Динамическое математическое моделирование взаимодействий клеток и фрактонов». Журнал математики для промышленности . 3 : 79–88.
- ^ Мерсье, Фредерик; Уизерби, Тина; Хартлайн, Дэниел (2013). «Менингеальная организация нервных тканей у каланоидных копепод (Crustacea)». Журнал сравнительной неврологии . 521 (4): 760–790. дои : 10.1002/cne.23173 . ПМИД 22740424 . S2CID 18869879 .
- ^ Мерсье, Фредерик; Чо-Квон, Ёнсу; Кодама, Рич (2011). «Менингеальные/сосудистые изменения и потеря внеклеточного матрикса в нейрогенной зоне взрослых мышей BTBR T+ tf/J, животная модель аутизма». Письма по неврологии . 498 (3): 173–8. дои : 10.1016/j.neulet.2011.05.014 . ПМИД 21600960 . S2CID 24456728 .
- ^ Мерсье, Фредерик; Чо Квон, Ёнсу; Дуэ, Ванесса (2012). «Изменения гиппокампа/миндалевидного тела, потеря гепарансульфатов, фрактонов и уменьшение стенки желудочков у взрослых мышей BTBR T+ tf/J, животная модель аутизма». Письма по неврологии . 506 (2): 208–13. дои : 10.1016/j.neulet.2011.11.007 . ПМИД 22100909 . S2CID 27386697 .
- ^ Сато, Юя; Футаки, Сугико; Симоно, Канеко, Наоко; Икава, Масару; Савамото, Секигути, Киётоси (ред.). ( ниша нервных стволовых клеток» : 30 doi 1 ): 56–68. «Фрактоны желудочково-субвентрикулярной зоны 10.1091 / . mbc.E18-05-0286 представляют собой пятнистые базальные мембраны, которые функционируют как 1524 . ПМК 6337917. ПМИД 30379609 .
- ^ Палу, Эдуард; Лиеси, Пяйви (2002). «Дифференциальное распределение ламининов при болезни Альцгеймера и нормальной ткани мозга человека». Журнал нейробиологических исследований . 69 (2): 243–256. дои : 10.1002/jnr.10292 . ПМИД 12111806 . S2CID 39134037 .