ИСТИНА

Основной задачей проекта является выявление того, как меняются структура, химический состав и характер активности центросомы при различных направлениях дифференцировки и определенных формах гибели клеток. Проект предусматривает сравнительное исследование свойств центросомы и других центров организации микротрубочек при разных направлениях гемопоэтической дифференцировки и при дифференцировке гепатоцитов на разных стадиях онтогенеза многоклеточных организмов, а также на модельных системах in situ и in vitro (селезеночные колонии, индукция дифференцировки культивируемых опухолевых клеток с помощью химических воздействий). На модельных системах предполагается также определение уровня экспрессии основных цитоскелетных белков и анализ особенностей распределения в клетке элементов цитоскелета, включающих эти белки, при разных вариантах дифференцировки. Далее планируется изучение состояния центросомы (тонкого строения, химического состава и характера функциональной активности) и различных элементов цитоскелета при таких формах гибели клеток, как апоптоз, аутофагическая и митотическая гибель. Эти варианты клеточной гибели предполагается исследовать как in situ, так и на клетках в культуре при воздействиях, индуцирующих дифференцировку или нарушающих нормальное состояние определенных элементов цитоскелета. Для понимания механизмов, вовлеченных в преобразования центросомы в ходе дифференцировки и гибели клеток, планируется также изучение уровня экспрессии некоторых белков, участвующих в регуляции пролиферации, дифференцировки и гибели клеток, например, р53, р21 и р57, G1- и S-циклинов, ряда каспаз и гидролаз.

Обнаружено, что черты строения центросомы и уровень активности ее в качестве центра организации микротрубочек (ЦОМТ) различны в разных вариантах дифференцированных клеток (клетки гемопоэтических рядов дифференцировки, гепатоциты, макрофаги). В ходе дифференцировки клеток возможна как обратимая (гепатоциты в ходе онтогенетического развития организма), так и необратимая (эритроидный ряд дифференцировки в селезеночных колониях) инактивация центросомы как ЦОМТ. Обнаружено, что при одних формах химической индукции дифференцировки происходит частичная инактивация центросомы в качестве ЦОМТ (индукция эритроидной дифференцировки клеток К562 тимидином), при других - ее активация (индукция миелоидной дифференцировки клеток К562 ретиноевой кислотой). Процесс частичной инактивация центросомы при индукции эритроидной дифференцировки возможен независимо от того, какой агент (тимидин или диметилсульфоксид) использован в качестве индуктора. В обоих случаях изменение цитоскелета сопровождается изменением процессов везикулярного транспорта. Впервые показано, что химически индуцированная эритроидная дифференцировка клеток К562 включает активацию каспаз, блокирование которых препятствует инактивации центросомы. Нарушение дифференцировки гепатоцитов, происходящее у трансгенных мышей при гиперэкспрессии генов пролиферативного ответа, сопровождается активацией центросомы в качестве центра организации микротрубочек и разной степенью инактивации центросомы в качестве центра организации промежуточных филаментов на стадии дисплазии и опухолевого роста. При этом в митозе обнаруживается появление аномалий не только в строении веретена (К-митозы, многополюсные и монополярные митозы), но и в состоянии хромосом (склеивание хромосом, их отставание, хромосомные мосты). Аномалии митоза, связанные с функционированием центросомы, появляются уже на стадии дисплазии, хромосомные же патологии митоза характерны для опухолевого роста. Результатом является фенотипическое разнообразие клеток печени (в частности их органелл, участвующих в синтезе белка - ядрышек, эндоплазматического ретикулума) на стадиях дисплазии и опухолевого роста. Воздействие антитуберкулезным препаратом рифампицином, противоопухолевым препаратом этопозидом или некоторыми антиоксидантами (альфа- липоевой кислотой, витаминами С) на культивируемые клетки является дозо-зависимым и при определенных концентрациях блокирует пролиферацию клеток и индуцирует каспазо- опосредованный апоптоз одноядерных клеток. Антитубулиновые агенты способны вызывать как апоптоз одноядерных не прошедших митоз клеток, так и митотическую катастрофу К- митотических и многоядерных клеток. Нами обнаружено, что начальные, но необратимые события апоптоза могут развиваться непосредственно в К-митотических клетках. Непосредственно в митозе активация митотической катастрофы при действии антитубулиновых агентов происходит с участием митохондриального механизма, независимо от р53. В интерфазных клетках при наличии микротрубочек (стабилизированные МТ при действии таксола и частично разобранные МТ при действии нокадазола) возможны два пути активации апоптоза: ядерный при участии р53 и митохондриальный. При полной разборке МТ в присутствии винкристина активация апоптоза возможна только через митохондриальный путь. В процессе разных вариантов проапоптотических воздействий (антитубулиновыми агентами, рифампицином, альфа-липоевой кислотой) нарушается целостное строение центросомы , а в апоптотических клетках эта органелла быстро разбирается. Стимуляция процессов аутофагии сопровождается выраженной активаций сборки микротрубочек, не только ассоциированных с центросомой, но и цитоплазматических микротрубочек, которые возникают на дополнительных центрах нуклеации. Усиление всей сети микротрубочек необходимо, по-видимому, для перемещения аутофагосом к лизосомам. Таким образом, по-видимому, поведение центросомы (ее активация или инактивация в качестве ЦОМТ) и других участников сборки микротрубочек зависит от того, какой вариант программированной гибели реализуется в данном типе клеток при данном воздействии.