Гилберт с. Биология развития: в 3-х т. Т. 3: Пер. С англ. – м.: Мир, 1995. – 352с.

БЛИЖНИЕ ТКАНЕВЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ 61

Рис. 16.10. Реципрокная индукция при развитии почки у млекопитающих. По мере того как зачаток мочеточника входит в метанефрогенную мезенхиму, мезенхима индуцирует его ветвление. На верхушках ветвей эпителий индуцирует мезенхиму к агрегации и формированию в агрегатах полостей, в результате чего образуются почечные канальцы. (По Wessells, 1977.)

с мезенхимой почки (Bishop-Calame, 1966). Таким образом, эпителиальный морфогенез при развитии почки зависит не только от наличия мезенхимных клеток, но и от того, что эта мезенхима обладает региональной специфичностью.

Рис. 16.11. Индукция образования почки, наблюдаемая in vitro. 11-дневный зачаток метанефроса мыши, в состав которого входят зачаток мочеточника и метанефрогенная мезенхима, находился в условиях культивирования 8 сут. За это время происходит ветвление зачатка мочеточника с образованием собирающих протоков, и конденсация мезенхимы в верхушках ветвей с образованием почечных канальцев. (Из Grobstein 1955; фотография с любезного разрешения С. Grobstein.)

Механизм органогенеза почки

Одно дело сказать, что зачаток мочеточника индуцирует метанефрогенную мезенхиму к превращению в эпителий и нефроны. Другое дело понять, как осуществляются эти процессы. Полагают, что как и развитие хрусталика под действием глазного пузыря, индукция зачатком мочеточника представляет собой лишь конечный этап в цепи событий, шаг, служащий триггером каскада реакций в компетентной мезенхиме. Метанефрогенная мезенхима не может дать никакой другой ткани, кроме почечных канальцев (если она индуцирована) или почечных клеток стромы (если она не индуцирована). Основываясь на результатах своих экспериментов по индукции мезонефроса у куриного зародыша, Этеридж (Etheridge, 1968) приходит к заключению, что эта детерминация является результатом взаимодействий с энтодермой в раннем развитии.

Какова же программа событий, происходящих в индуцированной мезенхиме? Превращение мезенхимных клеток в эпителий не столь необычное явление при органогенезе: оно наблюдается и при развитии гонад (когда мезенхима гонады формирует половые тяжи), и при развитии мезотелия (который образуется из мезенхимных клеток, выстилающих целом). Как уже обсуждалось в гл. 15, эти изменения предполагают существенную перестройку внеклеточного матрикса, и в самом деле зачаток мочеточника стимулирует кардинальные изменения внеклеточного матрикса, образуемого клетками метанефрогенной мезенхимы. Если неиндуцированная мезенхима секретирует внеклеточный матрикс, состоящий преимущественно из фибронектина и коллагена типов I и III, то после индукции эти белки исчезают в замещаются базальной пластинкой, состоящей из ламинина и коллагена типа IV. Цитоскелет, типич-

Гилберт с. Биология развития: в 3-х т. Т. 3: Пер. С англ. – м.: Мир, 1995. – 352с.

62 ГЛАВА 16

ный для мезенхимных клеток, заменяется на цитоскелет, характерный для эпителия (Ekblom et al., 1983; Lehionen et al., 1985). Таким образом рыхло лежащие клетки мезенхимы интегрируются в поляризованный эпителий на базальной пластинке.

Однако еще до этих событий только что индуцированная метанефрогенная мезенхима синтезирует мембранный протеогликан синдекан (Vainio et al., 1989а). Впервые этот поверхностный протеогликан обнаруживается вокруг мезенхимных клеток, окружающих зачаток мочеточника при вхождении его в область мезенхимы. К появлению первого ответвления вся мезенхима вокруг веточки дает положительное окрашивание на синдекан, при этом наиболее интенсивно окрашиваются клеточные слои вблизи зачатка мочеточника. С помощью индукторов от разных видов и видоспецифических антител к синдекану было показано, что синдекан действительно синтезируется мезенхимными клетками. Синдекан играет важную роль в пространственной организации разных типов эпителия (Repraeger, Bernfield, 1985; Vainio et al., 1989b), и его синтез может играть существенную роль в агрегации мезенхимных клеток. Если синтез протеогликана в зачатке эмбриональной почки ингибировать, то клетки мезенхимы не сформируют эпителиальных трубочек, а мочеточник не будет ветвиться при врастании в область мезенхимы (Lelongt et al., 1988).

Хотя предположения о том, что зачаток мочеточника инициирует каскад этих изменений путем активации и репрессии специфических генов в мезенхиме, высказывались давно, мы до сих пор не знаем, какое индуцирующее вещество синтезирует зачаток мочеточника, каковы рецепторы этого вещества в отвечающей мезенхиме или гены, активируемые этим взаимодействием. В последнее время, однако, идентифицирован ген, служащий хорошим кандидатом для инициации событий, превращающих мезенхимные клетки в эпителий. Было показано, что этот ген – WT2-1 – отсутствует или мутирует у больных

Рис. 16.12. Дифференцировка презумптивного эпителия легкого в зависимости от источника мезенхимы. А. Эпителий легкого не дифференцируется при культивировании без мезенхимных клеток. Б-Е. Зависимая от мезенхимы дифференцировка эпителия. (По Deucher, 1975.)