Международная группа исследователей совершила впечатляющее открытие, обнаружив новые структуры в клетках печени, которые отвечают за формирование и регулирование просвета между гепатоцитами. В ходе масштабного исследования ученым удалось выявить ключевой белок, участвующий в создании этих удивительных «перемычек», напоминающих корабельные переборки.
Человеческий организм располагает множеством поверхностей с эпителиальными клетками. В кровеносных сосудах и кишечнике клетки ориентированы внутрь канала специальными апикальными участками мембраны, формирующими внутреннюю поверхность. Гепатоциты же, основные клетки печени, демонстрируют особенное поведение — они создают полости только в паре с соседними клетками, образуя сложную трехмерную сеть тончайших просветов.
Долгое время механизм этой уникальной особенности гепатоцитов оставался загадкой. Другой тип клеток печени — холангиоциты — формируют более широкие каналы по стандартной схеме эпителиальных клеток. Исследователи предполагали связь между формированием просветов и локальным механическим взаимодействием клеток, но эта теория требовала экспериментального подтверждения.
Апикальные перемычки
Международный коллектив ученых под руководством Марино Зериала и Тимофея Зацепина совершил прорыв, обнаружив на апикальной поверхности между гепатоцитами особые выросты. Эти структуры, напоминающие корабельные ребра жесткости, определяют характерную узость просвета и сложную архитектуру желчных канальцев. Исследование с помощью электронной микроскопии подтвердило ключевую роль этих образований.
Выявленные структуры демонстрируют поразительное сходство с инженерными решениями в судостроении — как корабельные переборки обеспечивают прочность конструкции судна, так и природные перемычки поддерживают целостность клеточных каналов, сохраняя их непрерывность.
Достоверность открытия подтверждена исследованиями эмбриональной печени мыши с применением электронной микроскопии. Эксперименты in vivo позволили обнаружить идентичные структуры в формирующейся печени эмбриона и взрослой особи, а также четко дифференцировать их от ранее известных микроворсинок на мембране гепатоцитов.
Генетические основы формирования перемычек
В ходе изучения белков, участвующих в образовании перемычек, особое внимание привлек белок Rab35, ранее не связанный со структурой межклеточного пространства гепатоцитов. Современные методы визуализации и моделирования показали: при деактивации гена Rab35 характерные перемычки не образуются, а просвет становится схожим с каналами между холангиоцитами.
Это открытие особенно значимо, учитывая общее происхождение гепатоцитов и холангиоцитов от гепатобласта. Rab35 выступает в роли транспортного белка, обеспечивая перемещение важных белковых комплексов внутри клетки, что в конечном итоге приводит к формированию уникальных перемычек.
Открытие этих структур открывает захватывающие перспективы для медицины. Апикальные перемычки, расположенные на равном расстоянии друг от друга, создают изящный природный механизм. Это знание может быть использовано для разработки новых подходов к лечению заболеваний печени, включая ожирение и фиброз.
Масштабное исследование объединило усилия специалистов ведущих научных центров Германии, России и США, включая Институт молекулярно-клеточной биологии и генетики им. Макса Планка, МГУ им. М.В. Ломоносова, Nelson Laboratories LLC, а также университеты Киля и Йены.
Источник: scientificrussia.ru
