Строение центросомы в энтероцитах в



Pdf көрінісі
Дата17.10.2018
өлшемі166.17 Kb.

ОНТОГЕНЕЗ, 1995, том 26, № 5. с. 390- 399

 

ГИСТОГЕНЕЗ

 

СТРОЕНИЕ ЦЕНТРОСОМЫ В ЭНТЕРОЦИТАХ В 

ГИСТОГЕНЕЗЕ КИШКИ МЫШИ*

 

© 1995 г. Ю. А. Комарова, И. А. Воробьев

 

Научно-исследовательский институт физико-химической биологии им.. А.Н. Белозерского, Московский государственный 



университет им. М.В. Ломоносова, 119899 Москва, Воробьевы горы Поступила в редакцию 10.10.94 г. Окончательный вариант 

получен 16.01.95 г.

 

Изучали особенности клеточного центра в ходе гистогенеза эпителия среднего отдела кишки эмбриона мыши. Было 



показано,  что  с 11-го  по 13-й  дни  эмбрионального  развития  средний  отдел  кишки  образован  однорядным 

призматическим эпителием, на 14-й день - многорядным пластом клеток кубической формы (в этот период происходит 

морфологическое  выделение  оболочек  кишки),  на 16-й  день — вся  слизистая  оболочка  выстлана  однорядным 

призматическим эпителием. В этот период боковые мембраны соседних клеток образуют плотные контакты и никогда 

не формируют дес-мосом. В ходе дифференцировки энтероцитов аппарат Гольджи перемещается из апикальной части 

клетки к ядру и всегда пространственно разобщен с клеточным центром. С 11-го по 13-й дни развития эмбриона мыши 

активная  центриоль  центросомы  в  большинстве  клеток  эпителия  кишечной  трубки  является  базальным  телом 

первичной  реснички,  которая  располагается  в  апикальной  части  клетки  и  часто  направлена  в  просвет  кишки. 

Репликация центриолей идет независимо от наличия или отсутствия реснички. С 13-го по 15-й дни развития эмбриона 

происходит уменьшение числа энтероцитов, имеющих ресничку, и в ряде клеток центриоль образует лишь контакт с 

внутренним мембранным пузырем или с плазматической мембраной - "пенек". На 16-й день развития эмбриона клеток, 

имеющих  ресничку,  нет.  Предполагается,  что  изменение  ультраструктуры  центросомы  может  служить  ранним 

маркером дифференцировки клеток. 

Ключевые слова: первичная ресничка, центриоль, энтероцит.

 

Центросома является основным центром организации 



микротрубочек  в  эмбриональных  и  активно  делящихся 

клетках  позвоночных  и  беспозвоночных  животных 

(Lyser, 1968; Tilney, God-dard, 1970; Mitchison, Kirschner, 

1984).  При  терминальной  дифференцировке  клеток 

многих  тканей  животных  в  одних  случаях  происходит 

инактивация 

центросомы 

(Москвин-Тарханов, 

Онищенко, 1978; Tucker et al., 1986; Комарова,  Во-

робьев, 1993), а  в  других  случаях  она  становится 

базальным  телом  реснички  (киноцилии) (Wolfe, 1972; 

Albrecht-Buehler, 1992). 

Помимо  формирования  киноцилии  центросо-ма 

способна 

образовывать 

также 


первичные 

или 


рудиментарные  реснички  (термин  введен  впервые  в 

следующих работах: Barnes, 1961; Sorokin, 1962), когда в 

противоположность цилиогенезу киноцилии только одна 

из  центриолей  диплосо-мы  (активная)  становится 

базальным  телом.  Первичная  ресничка  неподвижна 

(Wheatley, 1982), она  отличается  от  киноцилии 

отсутствием  центральной  пары  микротрубочек  и 

динеиновых мостиков в аксонеме (Dustin, 1984). 

Особенно 

характерно 

образование 

первичных 

ресничек для эмбриональных клеток и для кле- 

* Работа частично финансировалась Российским фондом 

фундаментальных исследований (грант  95-04-12703).

 

ток  в  раннем  постнатальном  развитии (Sorokin, 1962, 



1968; Lyser, 1968; Przybylsky, 1971). Многие 

дифференцированные 

эпителиальные 

клетки 


эк-

тодермального  и  мезодермального  происхождения 

имеют  первичную  ресничку.  Это  специализированные 

клетки  ретинального  слоя  газа (Wheatley et al., 1994), 

внутреннего  уха (Tucker et al., 1992), эпителий  почки 

(Webber, Lee, 1975), трахеи (Dalen, 1981), клетки 

эндотелия  аорты  (Быстревская  и  др., 1987), нейроны  и 

клетки  симпатических  ганглиев (Taxis, 1961). Среди 

эпителиев энто-пермального происхождения первичная 

ресничка  описана  в  клетках  желчных  протоков 

(Grisham, 1963) и в различных клетках поджелудочной 

железы (Kobayashi, 1967; Boquist, 1968). В  некоторых 

случаях - в  клетках  сетчатки,  внутреннего  уха - она 

выполняет  специализированную  сенсорную  функцию, 

но в большинстве клеток функции первичной реснички 

не ясны. Клеток, в которых активная центриоль никогда 

не  образует  первичную  ресничку,  мало - это 

гепатоциты, 

адипоциты, 

различные 

лейкоциты 

(Wheatley, 1968, 1982; Онищенко, Ченцов, 1986). 

Образование первичной реснички происходит также 

при  культивировании  клеток  in vitro.  Оно  характерно 

как для различных линий фибробластов [фибробласты в 

первичной  культуре (Wheatley, 1969), линии мышиных 

фибробластов ЗТ6, 

390 


СТРОЕНИЕ ЦЕНТРОСОМЫ В ЭНТЕРОЦИТАХ В ГИСТОГЕНЕЗЕ КИШКИ МЫШИ    391

 

ЗТЗ, S3/13 (Wheatley, 1972; Wheatley et al., 1994)], так и 



для  линий  эпителиальных  культур  [в  клетках  культуры 

СПЭВ (Алиева, Воробьев, 1989), в клетках PtK

1

 (Roth et 



al., 1988), в клетках PtK

1

C (Jensen et al., 1979)]. 



Исследования  кишечного  эпителия  in situ (Комарова, 

Воробьев, 1993; 1994) показали,  что  на  поздних  этапах 

эмбриогенеза  мыши  (начиная  с 17-го  дня  развития)  и  в 

постнатальном  периоде  активная  центриоль  ресничку 

никогда  не  формирует.  Чем  обусловлено  отсутствие 

первичной  реснички  в  клетках  эпителия  кишки?  Мы 

решили  более  подробно  изучить  данный  вопрос  и 

проследить 

ультраструктурную 

организацию 

центросомы,  начиная  с  самого  раннего  периода 

морфологической  дифференциации  среднего  отдела 

кишечной  трубки,  который  приходится  на  начало 11-го 

дня развития эмбриона мыши (Заварзин, 1967). 

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА 

Для  исследований  брали  белых  беспородных  мышей 

на 11 - 16-й  дни  беременности.  Из  каждой  мыши 

выделяли от 8 до 12 эмбрионов и помещали их в раствор 

Хенкса.  Под  бинокуляром  выделяли  на 11-й  и 12-й  дни 

грудную и брюшную полости эмбриона, на 13 - 14-й дни 

-  желудок,  средний  и  задний  отдел  кишки,  на 15 - 16-й 

дни - желудок  с  верхним  отделом  тонкого  кишечника, 

которые сразу же фиксировали. 

Подготовка  образцов  для  электронной  микроскопии 

была  стандартной  (Уикли, 1975). Кусочки  кишечника 

фиксировали 2.5%-м  раствором  глю-тарового  альдегида 

("Merck",  ФРГ)  на  фосфатном  буфере  Зеренсена  при 

рН7.2, 


дофиксировали 1%-м 

раствором Os04, 

обезвоживали в спиртах возрастающей концентрации и в 

ацетоне  и  заливали  в  смесь  Эпон-812.  Ультратонкие 

срезы  (толщиной 60 - 70 нм)  изготавливали  на 

ультратоме 

"Ультрокат" ("Reichert", Австрия), 

монтировали  на  покрытые  формваровой  подложкой 

бленды с отверстием 2х1 мм, контрастировали 5%-м вод-

ным раствором уранилацетата и после предварительного 

высушивания 

окрашивали 

цитратом 

свинца 


по 

Рейнольдсу. Срезы просматривали и фотографировали на 

электронных 

микроскопах "HU-11в"  и "HU-12" 

("Hitachi",  Япония)  при  уско-  ряющем  напряжении 

соответственно 75 и 100 кВ. 

Для световой микроскопии подготовка образцов была 

такой  же.  Серийные  полутонкие  срезы  толщиной 2 мкм 

изготавливали  на  ультратоме  "Ультрокат"  и  затем 

монтировали  на  покровные  стекла.  На  срезах  находили 

среднюю 

(тонкую) 

кишку, 

ориентированную 



перпендикулярно плоскости среза. Срезы просматривали 

и  фотографи-ровали  с  помощью  фазового  контраста  в 

световом микроскопе "Opton" ("Opton", ФРГ). 

 

РЕЗУЛЬТАТЫ 



Развитие  тонкого  кишечника  в  эмбриогенезе  мыши. 

На 11-й  день  эмбрионального  развития  мыши  уже 

происходит 

морфологическая 

дифференциация 

желудочно-кишечного  тракта  на  желудок,  передний, 

средний  и  задний  отделы  кишечника.  Средний  отдел 

кишки  представлен  трубкой,  которая  образована 

однорядным 

призматическим 

эпителием. 

Ядра 


энтероцитов  расположены  в  базальной  части  (рис. 1, я). 

Эпителиальная 

выстилка 

складок 


не 

образует, 

подстилающие 

эпителий 

клетки 

мезенхимы 



морфологически  однородны.  В  течение 12 - 13-го  дней 

эмбрионального  развития  происходит  рост  среднего 

отдела кишечной трубки в длину и в диаметре. 14-й день 

развития - это  этап,  предшествующий  началу 

формирования  ворсинок.  В  этот  период  наблюдается 

резкое  утолщение  выстилающего  кишку  эпителия. 

Эпителиальная  выстилка  образована  многорядным 

пластом (рис. 1,6). Базоапикальная полярность, присущая 

эпителиальным  клеткам  на  ранних  стадиях  развития 

кишки, в большинстве клеток на 14-й день отсутствует - 

клетки 

приобретают 



кубическую 

форму. 


Ядро 

располагается в центре клетки. Просвет кишки, до этого 

имевший  форму  почти  правильного  круга,  на 14-й  день 

приобретает  вид  щели.  В  этот  период  уже  отчетливо 

видны оболочки кишки. 

Начиная  с 14-го  дня  развития  среди  клеток,  под-

стилающих собственную пластинку слизистой оболочки, 

можно  выделить  клетки  подслизистой  основы (tela 

submucosa),  а  также  слой  гладкомышеч-ных  клеток 

(tunica muscularis) и  клеток  серозной  оболочки (tunica 

serosa), которые в процессе гистогенеза формируются из 

мезенхимы.  На 15-й  день  слизистая  оболочка  кишки 

приобретает  характерный  рельеф  за  счет  выделения 

зачатков ворсинок. Эпителиальная выстилка истончается 

в  вершине  ворсинок  в  результате  их  роста.  В  вершине 

ворсинок 

эпителий 

становится 

однорядным 

призматическим, в то время как в основании ворсинок он 

еще сохраняет многорядность. 16-й день характеризуется 

ростом  ворсинок.  Вся  слизистая  оболочка  представлена 

однорядным  призматическим  эпителием,  который 

образует  ворсинки  правильной  формы  (рис. 1, в). 

Формирование  ворсинок  сопровождается  не  только 

перемещением  и  перераспределением  клеток,  но  и 

слущиванием  целых  групп  клеток.  Рост  ворсинок  и 

формирование  крипт  завершается  в  первые  три  недели 

пост-натального развития. 

Структурная  организация  энтероцитов,  динамика 

развития  клеточных  органелл  при  гистогенезе  кишки. 

Митохондрии  расположены  в  апикальной  части  клетки 

группами,  отдельные  ми-тохондрии  лежат  в  базальной 

части (под ядром и сбоку от него). На 11-й день развития 

эмбриона  ма-трикс  митохондрий  обладает  низкой 

электронной 



392

 

КОМАРОВА,



 

ВОРОБЬЕВ


 

 

 



Рис. 1.  Динамика  развития  тонкого  кишечника  в  эмбриогенезе  мыши.  а  - 11-й  день  развития  эмбриона;  средний  отдел  кишки 

представлен трубкой, которая образована однорядным эпителием призматической формы. Эпителиальная выстилка складок не образует, 

подстилающие эпителий клетки морфологически однородны.

 

б — 14-й день развития эмбриона; происходит резкое утолщение выстилающего кишку эпителия. Эпителиальная выстилка образована 

многорядным пластом. Просвет кишки имеет вид разветвленной щели. Идет морфологическое выделение оболочек кишки.

 

в  - 16-й  день  развития  эмбриона;  слизистая  оболочка  представлена  однослойным  однорядным  эпителием,  который  образует  ворсинки 

правильной формы.

 

Sm(tela submucosa) - под  слизистая  основа, m1(tunica muscularis) - слой  гладкомышечных  клеток, s(tunica serosa) - серозная  оболочка. 



Масштаб: 20 мкм

 

плотностью, кристы небольшой длины расположены по 



периметру;  центр  митохондрий  свободен  от  крист.  В 

ходе  развития  кишки  эмбриона  число  и  длина  крист 

увеличиваются  и  они  заполняют  все  пространство 

митохондрий,  матрикс  становится  более  электронно 

плотным.  На 15 - 16-й  дни  в  клетках  выявляются  две 

субпопуляции  митохондрий - крупные,  со  светлым 

матриксом,  имеющие  на  одиночных  срезах  округлую 

форму, и мелкие, с более плотным матриксом и с более 

развитой системой крист. 

Гранулярный эндоплазматический peтикулум на 11-

й день развит плохо и расположен лишь апикальной 

части  клетки,  но  позднее  число  цис-терн 

увеличивается,  и  на 15-й  день  эмбриогенеза 

ретикулум  равномерно  заполняет  всю  клетку.  всех 

исследованных  сроках  в  энтеропитах coдер  жится 

много  свободных  рибосом  и  полисом, pавно-мерно 

распределенных в цитоплазме. Аппарат Гольджи на 

11 - 13-й  дни  развития  эмбриона  распо  лагается  в 

апикальной  части,  примерно  на  равном  расстоянии 

от ядра и клеточной поверхности 



СТРОЕНИЕ ЦЕНТРОСОМЫ В ЭНТЕРОЦИТАХ В ГИСТОГЕНЕЗЕ КИШКИ МЫШИ

 

393



 

 

Структура центросомы энтероцитов в ходе гистогенеза кишки мыши



 

Число клеток, в которых

 

Дни развития 



эмбриона

 

 



Число 

исследованных 

энтероцитов

 

 



Клетки с 

реплицирующимися 

центриолями, %*

 

 



нет реснички

 

 



центриоль формирует 

ресничку**

 

центриоль формирует 



"пенек"

 

11



 

49

 

30.6



 

8

 



41(3)

 

0



 

12

 



87

 

17.2



 

10

 



77(10)

 

0



 

13

 



93 ..

 

23.7



 

15

 



75(16)

 

3



 

14

 



67

 

19.4



 

21

 



24(10)

 

22



 

15

 



67

 

20.8



 

56

 



1(0)

 

10



 

16

 



99

 

31.3



 

89

 



0(0)

 

10



 

 

* Указан суммарный процент процентриолей относительно числа исследованных клеток. Учитывались как свободные



 

центриоли, так и центриоли, несущие ресничку.       

** В скобках указано число энтероцитов, в которых ресничка направлена вбок или вниз.

 

никогда  не  лежит  в  области  клеточного  центра.  В  ходе 



гистогенеза  кишки  аппарат  Гольджи  перемещается  к 

ядру энтероцита (на 14-й день он расположен над ядром, 

на 15 - 16-й дни - сбоку от ядра). 

Апикальная  цитоплазма  и  наружная  плазматическая 

мембрана 

образуют 

одиночные 

и 

короткие 



микроворсинки.  На 15 - 16-й  дни  щеточная  каемка 

клеток основания ворсинки становится более развитой и 

представлена  многочисленными,  но  не  длинными 

микроворсинками  (в  отличие  от  клеток  вершины 

ворсинки, где микроворсинки остаются одиночными). В 

апикальной  части  боковые  мембраны  соседних  клеток 

образуют плотные контакты. На 11-й день в апикальной 

части  клетки  плотно  прилежат  друг  к  другу  боковыми 

мембранами,  в  базальной - клетки  разделены 

свободными пространствами в виде щелей. С 12-го дня 

клетки  плотно  прилежат  друг  к  другу  по  всей  длине. 

Десмосом  на 11 - 16-й  дни  развития  эмбриона 

энтероциты не образуют. 

Улыпраструктура  клеточного  центра.  В  период  с 

11-го  по 14-й  день  развития  мышиного  эмбриона  от 

активной  центироли  в  большинстве  энтероцитов  растет 

первичная  ресничка  (таблица).  Неактивная  центриоль 

расположена  на  расстоянии 0.2 - 1.5 мкм  от  активной 

центриоли.  Первичная  ресничка  располагается  в 

апикальной  части  клетки  и,  как  правило,  выходит  в 

просвет  кишки.  В  ряде  случаев  ресничка  может  быть 

направлена  вбок  (перпендикулярно  или  под  углом  к 

боковой  поверхности  клетки),  либо  вниз,  в  сторону 

базальной  части  клетки  (рис. 2, а - г).  Структура 

первичной  реснички  эпителия  эмбриональной  кишки 

аналогична  структуре  ресничек,  описанных  во  многих 

клетках  позвоночных  животных (Wheatley, 1982). 

Первичная ресничка энтероцитов растет от дистального 

конца активной центриоли, которая девятью придатками 

образует контакт с плазматической мембраной апикаль-

ной  части  клетки  или  с  внутренним  мембранным 

пузырьком.  В  месте  контакта  с  центриолью  мембрана 

образует  влагалище  реснички,  на  вершине  реснички 

имеется вздутие. Активная центриоль, 

формирующая  ресничку,  имеет 1-2 сателлита  с  го-

ловкой, от нее отходит исчерченный корешок (рис. 3, а, 

б). Микротрубочки подходят как к сателлитам активной 

центриоли, так и к ее цилиндру. 

На 11 - 13-й  дни  эмбриогенеза  в  эпителии  есть 

клетки,  морфологически  сходные  с  другими,  но  не 

имеющие  ресничек.  В  таких  клетках  центросо-ма 

представлена  двумя  центриолями,  расположенными  на 

расстоянии не более 1.5 мкм друг от друга и 3 - 6 мкм от 

клеточной поверхности. 

Процесс репликации центриолей идет независимо от 

процесса  образования  ресничек.  Процесс  репликации 

активной,  формирующей  ресничку,  и  неактивной 

центриолей  идет  синхронно  (рис. 3, в,  г).  На  самых 

ранних  стадиях,  когда  ее  удается  обнаружить, 

процентриоль имеет вид короткого цилиндра диаметром 

0.1  и  длиной 0.05 мкм.  Во  время  репликации  активная 

центриоль  сохраняет  сателлиты.  Процентриоли  в 

клетках  с  ресничками  имеют  длину 0.05 - 0.17 мкм.  В 

клетках,  где  ресничек  нет,  длина  процентриоли 

колеблется в пределах 0.08 - 0.33 мкм. 

Начиная с 13-го дня развития эмбриона в кишечном 

эпителии  начинают  появляться  клетки,  в  которых 

активная центриоль ресничку не формирует, а образует 

"пенек" - контакт  дистального  конца  центриоли  с 

одиночным  внутренним  мембранным  пузырем  (рис. 4, 



а, в) или с плазматической мембраной апикальной части 

клетки (рис. 4, г, е). На 13-й день развития таких клеток 

очень мало -всего 3.2% от общего числа исследованных 

энтероцитов (рис. 5). Но уже на 14-й день развития эм-

бриона  частота  встречаемости  клеток,  у  которых  есть 

ресничка,  у  которых  нет  реснички  и  у  которых 

центироль формирует контакт с мембраной, одинакова. 

На 15-й день развития только одна из 67 исследованных 

активных центриолей образует полноценную ресничку, 

и  в 10 случаях центриоли имеют контакт с внутренней 

или  плазматической  мембраной.  Все  центриоли, 

образующие  контакты  с  мембранами,  были  обращены 

своим дистальным концом к просвету кишки. 

ОНТОГЕНЕЗ  том 26  № 5  1995

 


КОМАРОВА, ВОРОБЬЕВ 

 

 



Рис. 2. Первичная ресничка в энтероцитах, ориентированная перпендикулярно боковой поверхности клетки и направленная в соседнюю клетку 

(13-й день развития эмбриона). Cm - ствол реснички (аксонема), Пр - придатки центироли, К- контакт придатков центрирли с мембраной. 

Масштаб:

 

0.2 мкм                           



 

На 16-й  день  развития  в 10 из 99 клеток  активная 

центриоль  сохраняет  контакт  с  плазматической 

мембраной  апикальной  части  клетки.  Цент-риолей, 

образующих  контакт  с  внутреннем  мембранным 

пузырьком,  не  остается.  Встречаются  также  активные 

центриоли, не образующие контактов с плазматической 

мембраной,  придатки  которых  соединены  между  собой 

тонковолокнистым  фибриллярным  материалом  (рис. 4, 

ж, и). В остальных исследованных клетках клеточный 

 

центр  представлен  двумя  центриолями,  которые  лежат 



на  расстоянии 3-3.5 мкм  от  поверхности  клетки  и  на 

расстоянии  до 0.5 мкм  друг  от  друга.  Пространство 

вокруг центриолей и между ними свободно от рибосом 

и мелких мембранных структур. Материнская центриоль 

имеет 2 - 3 пе-рицентриолярных  сателлита  и  придатки, 

от  нее  иногда  отходит  исчерченный  корешок.  Микро-

трубочки подходят к сателлитам, а также непо- 

ОНТОГЕНЕЗ том 26 №5 1995

 


СТРОЕНИЕ ЦЕНТРОСОМЫ В ЭНТЕРОЦИТАХ В ГИСТОГЕНЕЗЕ КИШКИ МЫШИ    395 

средственно-к цилиндрам материнской и дочерней 

центриолей. 

ОБСУЖДЕНИЕ 

Исследование  средней  кишки  эмбриона  мыши 

показало, что на ранних этапах гистогенеза большинство 

энтероцитов  имеют  первичную  ресничку,  которая 

находится  в  апикальной  части клетки и далеко от ядра, 

что, по-видимому, определяется 

полярностью  структурных  элементов  эпителиальных 

клеток  кишки (Achler et al., 1989, Gilbert et al., 1991). 

Такое положение первичной реснички (или центросомы) 

характерно  для  всех  эпите-лиев  с  резко  выраженной 

базоапикальной  полярностью (Tucker et al„ 1992; 

Rizzolo, Joshi, 1993; Комарова,  Воробьев, 1993, 1994; 

Wheatley et al., 1994). В  противоположность  этому  в 

клетках,  не  имеющих  базоапикальной  полярности, - в 

эндотелиоцитах, фибробластах, гладкомышечных 

 

Рис. 3. Структура первичной реснички энтероцитов, 13-й день развития эмбриона, (а, б) и репликация центриолей, 12-й день развития 

эмбриона, (в, г).

 

Процесс репликации активной, формирующей ресничку, и неактивной центриолей идет синхронно. Вл - влагалище реснички; Вз - вздутие 



мембраны, покрывающей апикальную часть аксонемы реснички; Mm - микротрубочки; ИК - исчерченный корешок; Пц - процентриоль. 

Масштаб: 0.2 мкм. Остальные обозначения см. на рис. 2

 

ОНТОГЕНЕЗ том 26 № 5  1995



 

396

 

КОМАРОВА,



 

ВОРОБЬЕВ


 

 

 



Рис. 4. Деградация первичной реснички в энтероцитах в ходе гистогенеза кишки мыши. а - в - активная центриоль образует контакт 

дистального конца центриолярного цилиндра с внутренним одиночным пузырем (15-й день развития эмбриона).

 

г - е - дистальный конец активной центриоли образует контакт с плазматической мембраной апикальной части клетки (15-й день развития 



эмбриона).

 

ж - и — активная центриоль не образует контактов с мембранами, придатки активной центриоли соединены между собой тонковолокнистым 

фибриллярным материалом (указан стрелками) (16-й день развития эмбриона). Вк - вакуоль, С - сателлит. Масштаб: 0.1 мкм. Остальные 

обозначения см. на рис. 2

 

клетках,  клетках  печени - первичная  ресничка  (или 



центросома) располагается около ядра (Онищенко, 1978; 

Tucker et al., 1979). 

Несмотря  на  то,  что  аппарат  Гольджи  на  ранних 

этапах гистогенеза кишки расположен в апикаль 

ной  части  клетки,  он  пространственно  удален  от 

центросомы  энтероцитов.  Это,  по-видимому,  служит 

отличительной особенностью полярных эпи-телиев, так 

как  в  фибробластах  различного  происхождения  и  в 

клетках крови центросома всегда 

ОНТОГЕНЕЗ том 26 №5  1995

 


СТРОЕНИЕ ЦЕНТРОСОМЫ В ЭНТЕРОЦИТАХ В ГИСТОГЕНЕЗЕ КИШКИ МЫШИ

 

397



 

 

 



Рис. 5. Гистограмма частоты встречаемости первичных ресничек в энтероцитах в ходе гистогенеза кишки мыши. По оси абсцисс — дни 

развития эмбриона, по оси ординат - процент клеток, в которых: активная центриоль формирует первичную ресничку (        ), активная 

центриоль формирует "пенек" (        ), активная центриоль не контактирует с мембраной (        )

 

тесно  связана  с  аппаратом  Гольджи (Archer, Wheatley, 



1971; Воробьев, Ченцов, 1977). 

В  ходе  развития  и  морфологической  диффе-

ренциации  кишки  центросома  энтероцитов  утрачивает 

способность к формированию первичной реснички. Это 

проявляется  в  том,  что  число  клеток,  в  которых 

активная  центриоль  образует  ресничку,  уменьшается. 

Кроме  того,  выявляется  стадия  деградации  реснички, 

которая  характеризуется  тем,  что  центриоль  не  имеет 

первичной реснички, содержащей аксонему, а образует 

"пенек" - контакт  с  внутренним  мембранным  пузырем 

или  с  плазматической  мембраной  апикальной  части 

энтероцита.  Число  таких  клеток  по  отношению  к 

клеткам с ресничками растет в процессе развития кишки 

(рис. 5). 

Деградация  первичных  ресничек  связана  с  началом 

морфологических  перестроек  в  эпителиальном  пласте 

кишечной  трубки,  и  это  дает  основание  предполагать, 

что  исчезновение  ресничек  является  ответом  на  сигнал 

для  дифференциров-ки  клеток.  Так,  утолщение 

выстилающего  кишку  эпителия,  датируемое 14-м  днем 

развития 

эмбриона, 

сопровождается 

резким 


уменьшением 

суммарного 

процента 

клеток 


с 

ресничками и клеток с "пеньками". На 16-й день, когда 

слизистая  кишечного  эпителия  приобретает  рельеф  с 

ворсинками  правильной  формы,  активная  центриоль 

энтероцитов теряет способность формировать ресничку, 

хотя  в 10% клеток  она  еще  сохраняет  контакт  с  плаз-

матической мембраной. На 17-й день развития эмбриона 

(Комарова, Воробьев, 1994) центироль никогда не имеет 

первичных  ресничек  и  не  образует  контактов  с 

мембранами. 

Интересно  отметить,  что  деградация  первичных 

ресничек идет медленно. Судя по полученным данным, 

быстро идет процесс разборки микротрубочек аксонемы 

и  втягивание  (разборка)  мембраны,  покрывающей  ее. 

Эту  стадию  деградации  реснички  нам  обнаружить  не 

удалось, не- 

ОНТОГЕНЕЗ том 26 № 5  1995

 

смотря  на  большое  число  исследованных  клеток (227 



клеток за 13 - 15-й дни, см. таблицу). Стадия "пеньков" 

более  длительная,  они  выявляются  до 17-го  дня,  хотя 

аксонем  уже  не  образуется.  Этапы  деградации 

первичной реснички, показанные нами в данной работе, 

и  этапы  ее  формирования,  описанные  Сорокиным 

(Sorokin, 1962) сходны  (за  исключением  стадии 

разборки ствола реснички -она нам не встречалась). 

Процентриоли  в  энтероцитах  имеются  как  у 

свободных центриолей, так и у центриолей с ресничкой. 

В работах Куриямы и Бориси (Kuriyama, Borisy; 1981a,b) 

устанавливается  определенное  соответствие  между 

длиной Процентриоли и периодом митотического цикла 

клетки. 

В 

зависимости 



от  отношения  длины 

Процентриоли  к  длине  центриоли  ими  были  выделены 

пять категорий клеток. Категория I (процентриолей нет) 

соответствует  поздней  М-  или  ранней  G

1

-фазам, 


категория II - поздней  G

1

-  или  ранней 5-фазам, 

категории - III - V - S-, G



2

-  и  М-фазам  митотического 

цикла.  В  нашей  работе  центриоли,  функционирующие 

как  базальные  тела  ресничек,  имеют  Процентриоли 

длиной 0.05 - 0.17 мкм  (категории II и III по Kuriyma, 

Borisy; 198l a, b), свободные  центриоли  имеют 

Процентриоли длиной 0.08 - 0.33 мкм (категории II - V). 

Так  как  в  обоих  случаях  процентриоли  выявляются  на 

ранних  этапах  формирования,  то,  следовательно, 

процесс закладки процентриолей идет как у центриолей, 

являющихся базальным телом первичной реснички, так 

и  у  свободных  центриолей.  Таким  образом  и  клетки  с 

ресничками  и  клетки  без  ресничек  находятся  в 

пролиферативном 

цикле. 


Так 

как 


центриоли, 

являющиеся  базальным  телом  первичной  реснички, 

имеют  Процентриоли,  соответствующие  по  длине 

процентриолям 5-фазы  или  ранней  G

2

-фазы,  то  можно 



заключить,  что  разборка  первичных  ресничек  в 

энтероцитах,  находящихся  в  митотическом  цикле, 

происходит не раньше 


398

 

КОМАРОВА,



 

ВОРОБЬЕВ


 

 

конца S-фазы. Это противоречит представлениям Такера 



с  соавторами (Tucker et al., 1979) о  том,  что  первичная 

ресничка быстро разбирается в клетках, вступающих в S-

фазу, но вполне согласуется с данными, полученными на 

клетках СПЭВ, где первичные реснички наблюдались и в 

G

2

-фазе (Vorobjev, Chentsov, 1982). 



Частота 

встречаемости 

реплицированных 

цен-


триолей  меняется  в  различные  периоды  гистогенеза 

кишки 


(таблица). 

Резкое 


снижение 

процента 

реплицированных  центриолей  на 12-й  день  развития 

эмбриона  можно  отнести  за  счет  уменьшения 

пролиферативной  активности  клеток  эпителия  кишки 

(процент  первично  меченных  ядер  после  однократного 

введения 3H-тимидина на 12-й день снижается до 7 - 33 

по  сравнению  с 60 на 11-й  день),  что  связано  с 

преимущественным ростом зачатков желчного пузыря и 

поджелудочной железы (Заварзин, 1967). В течение 13 - 

15-го  дней  развития  эмбриона  происходит  увеличение 

реплицированных 

центриолей, 

процент 


которых 

достигает максимального значения на 16-й день (31.3%), 

что  также  согласуется  с  данными 3H-тимидиновой 

радиоавтографии,  полученными  Заварзиным (1967) 

(процент первично меченных ядер растет в течении 13 - 

15-го дней развития и на 16-й день достигает 65). 

Однако  из  сравнения  приведенных  данных  следует, 

что  во  всех  изученных  периодах  эмбрионального 

развития  процент  энтероцитов  с  про-центриолями 

оказался  примерно  в  два  раза  ниже  процента  клеток, 

находящихся  в S-фазе.  Поскольку  реплицированные 

центриоли должны присутствовать не только в S-, но и в 

течение  всей  G

2

-фазы,  то  следует  заключить,  что 



репликация центриолей начинается далеко не в начале S-

фа-зы.  Учитывая  продолжительность  G

2

-периода  в 



энтероцитах, определенную по данным радиоавтографии 

(t[G


2

 + профаза]  составляет 2 - 2.5 ч  при  средней 

продолжительности  цикла 13 ч - Заварзин, 1967), и 

процент  клеток  с  процентриолями,  мы  получаем,  что 

центриоли  реплицируются  не  раньше  последней 

четверти S-фазы. 

Клетки,  в  которых  идет  репликация  центриолей, 

гомогенно 

распределены 

по 


всей 

поверхности 

эпителиальной  выстилки  на  всех  изученных  этапах 

гистогенеза. Это, вероятно, связано с тем, что на 11 - 16-

й дни эмбрионального развития в средней кишке еще нет 

топографического выделения энтероцитов, вышедших из 

цикла репродукции. 

Мы  предполагаем,  что  деградация  ресничек, 

происходящая в энтероцитах эмбриона, является ответом 

клетки  на  сигнал  к  специфической  клеточной 

дифференцировке.  В  данном  случае  цент-росома 

оказывается  структурой,  наиболее  быстро  реагирующей 

на  сигнал  к  дифференцировке  клеток.  Так,  исходя  из 

структуры  центросомы,  начало  дифференцировки 

энтероцитов можно дати- 

ровать  уже 14-м  днем  эмбрионального  развития,  а 

методом 3Hтимидиновой  радиоавтографии - только  на 

16 - 17-й  дни  (Заварзин, 1967). Таким  образом, 

изменение ультраструктуры центросомы может служить 

ранним маркером дифференцировки клеток. 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

Алиева 



И.Б., 

Воробьев 

И.А. 

Морфофункциональная 

характеристика 

исчерченных 

корешков 

центросомы 

культивируемых клеток СПЭВ // Цитология.. 1989. Т. 31. №9. 

С. 1016- 1019.

 

Быстревская  В.Б.,  Антонов  А.С.,  Петров  НА.  Первичная 

ресничка  в  эндотелиальных  клетках  аорты  человека // Докл. 

АН  СССР. 1987. Т. 297. № 5. С. 1233 -1236. Воробьев  И.А., 

Ченцов  Ю.С.  Ультраструктура  центросомы  в  клетках 

кроветворной ткани аксолотля // Цитология. 1977. Т. 19. С. 598 

- 608. Заварзин  А.А.  Синтез  ДНК  и  кинетика  клеточной  по-

пуляции в онтогенезе млекопитающих. М.; Л.: Наука, 1967.195 

с.

 

Комарова  Ю.А.,  Воробьев  И.А.  Изменения  ультраструктуры 



клеточного центра при дифференцировке энтероцитов мыши // 

Цитология. 1993. Т. 35. № 5. С. 36 - 43. Комарова  Ю.А., 



Воробьев  И.А.  Ультраструктура  клеточного  центра  в 

энтероцитах  у  эмбрионов  и  новорожденных  мышей // 

Онтогенез. 1994. Т. 25. С. 76 - 88. Москвин-Тарханов  М.И., 

Онищенко  Г.Е.  Центриоли  в  мегакариоцитах  костного  мозга 

мыши // Цитология. 1978. Т. 20. № 12. С. 1436 - 1437. 



Онищенко Г.Е. О соответствии числа центриолей пло-идности 

гепатоцитов в печени мыши // Там же. 1978. Т. 20. № 4. С. 395 - 

399.            . Онищенко  Г.Е.,  Ченцов  Ю.С.  Строение 

центриолярного  комплекса  в  гепатоцитах  интактной  и 

регенерирующей  печени  мыши //Там  же. 1986. Т. 28. № 4. С. 

353 - 359. Ушли Б. Электронная микроскопия для начинающих. 

М.: Мир, 1975. 324 с.

 

Achler  С., Filmer D., Metre Ch., Drenckhahn D. Role ofmi-

crotubules in polarized delivery of apical membrane proteins to the 

brush border of the intestinal epithelium // J. Cell Biol. 1989. V. 

109. P. 179 - 189.

 

Albrecht-Buehler G. Function and formation of centrioles and basal 

bodies // The centrosome. San Diego: Academic Press Inc., 1992. P. 

69- 102.


 

Archer F.L., Wheatley D.N. Cilia in cell-cultured fibroblasts. II. 

Incidence in mitotic and post-mitotic BHK21/C13 fibroblasts // J. 

Anat. 1971. V. 108. P. 223 - 237. Barnes B.G. Ciliated secretory 

cells in the pars distalis of the mouse hypophysis // J. Ultrastruct. 

Res. 1961. V. 5. P. 453-467.

 

Boquist L. Cilia in normal and regenerating islet tissue. An 

ultrastructural study in the Chinese hamster with particular 

reference to the p-cells and ductular epithelium // Z. Zeilfor-schung. 

Mik. Anat. 1968. V. 89. P. 519 - 532. Dalen H. An ultrastructural 

study of primary cilia, abnormal cilia and ciliary knobs from the 

ciliated cells of the guinea-pig trachea // Cell Tissue Res. 1981. V. 

220. P. 685 - 697. Dustin P. Microtubules. N.Y.: Springer-Verlag, 

1984.482 p. Gilbert Т., Le BivicA., QuaroniA., Rodriquez-Boulan E. 

Mi-crotubular orqanization and its involvement in the biogenetic 

pathways of plasma membrane proteins in Coco-2 intestinal 

epithelial cells // J. Cell Boil. 1991. V. 113. P. 275 - 288.

 

ОНТОГЕНЕЗ Том 26 № 5  1995



 

СТРОЕНИЕ ЦЕНТРОСОМЫ В ЭНТЕРОЦИТАХ В ГИСТОГЕНЕЗЕ КИШКИ МЫШИ   399 

Grisham J. W. Ciliated epithelial cells in normal marine intra-

hepatic bile ducts // Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 1963. V. 114. P. 

318-320.

 

Jensen C.G., Jensen L.C., Rieder C.L. The occurrent and structure 

of primary cilia in a subline of Potorous tridactylus // Expl Cell Res. 

1979. V. 123. P. 444 - 449. Kobayashi K. Cilium-like structures 

found by electron microscopy in the glandular and the small ductal 

lumen on the toad pancreas //Arch. Histol. Jpn. 1967. V. 28. P. 9 - 

21.

 

Kuriyama R., Borisy G.G. Centriole cycle in Chinese Hamster 



Ovary cells as determined by whole-mount electron microscopy // J. 

Cell Biol. 198 la. V. 91. P. 814 - 821. Kuriyama R., Borisy G.G. 

Microtubule-nucleating activity of centrosomes in Chinese Hamster 

Ovary cells is independent of centriole cycle but coupled to the 

mitotic cycle // Ibid. 1981b.V.91.P.822-826.

 

Lyser KM. An electron microscopic study of centrioles in 

differentiating motor neuroblasts // J. Embryol. Exp. Mor-phol. 

1968. V. 20. P. 343-354.

 

Mitchison T., Kirschner M.W. Dynamic instability ofmiero-tubules 

growth // Nature (L.). 1984.'V. 312. P. 237 - 242.

 

Przybylski R.P. Occurence of centrioles during skeletal and cardiac 

myogenesis //J. Cell Biol. 1971. V. 49. P. 214 - 221. RiTZolo L.J., 



Joshi H.C. Apical orientation of the microtubule organizing center 

and associated y-tubulin during the polarization of the retinal 

pigment epithelium in vivo /I Development Biol. 1993. V. 157. P. 

147 - 156. Roth K.E., Rieder C.L., Bowser S.S. Flexible substrate 

technique for viewing cells from the side: some in vivo properties of 

primary (9 + 0) cilia in cultured kidney epithelia // J. Cell Sci. 1988. 

V. 89. P. 457-468.

 

Sorokin S.P. Centrioles in the formation of rudimentary cilia by 

fibroblasts and smooth muscle cells // J. Cell Biol. 1962. V. 15. P. 

363 - 377.

 

Sorokin S.P. Reconstructions of the centriole formation and 

ciliogenesis in mammalian lungs // J. Cell Sci. 1968. V. 3.

 

P. 207-230.



 

Taxis J. Sur l'existence de neurones cilies dans les ganglions 

sympathetique de certain vertebres // Comp. Rend. Soc. Biol. (Paris) 

1961. V. 155. P. 1860 - 1863. Tilney L.G., GoddardJ. Nucleating 

sites for the assembly of microtubules in the ectodermal cells of 

blastulae  ofArbacia punctulata II J. Cell Biology. 1970. V. 46. P. 

564 - 575. Tucker R.W., Pardee A.B., Fujiwara K. Centriole 

ciliation is related to quiescence and DNA synthesis in 3T3 cells // 

Cell. 1979. V. 17. P. 527 - 535.

 

Tucker J.B., MilnerM.J., Carrie DA. et al. Centrosomal mi-

crotubule-organizing centers and a switch in the control of 

protofilament number for cell surfaceassociated microtubules during 

Drosophila wing morfogenesis // Eur. J. Cell Biol. 1986. V. 41. P. 

279-289.


 

Tucker J.B., Paton C.C., Richardson G.P. et al. A cell surface-

associated centrosomal layar of microtubule-organizing material in 

the inner pillar cell of the mouse cochlea // J. Cell Science. 1992. V. 

102. P. 215 - 226. Vorobjev I.A., Chentsov Yu.S. Centrioles in the 

cell cycle I. Epithelial cells //J. Cell Biology 1982. V. 93. P. 938 - 

949. Webber W.A., Lee J. Fine structure of mammalian renal yslia II 

Anat. Record. 1975. V. 182. P. 339 - 344. Wheatley D.N. C entrioles 

in hepatocytes // Experientia. 1968. V. 24. P. 1157-1159.

 

Wheatley D.N. Cilia in cell-cultured fibroblasts. I. On their 

occurence and relative frequences in primary cultures and es-

tablished cell lines //J. Anat. 1969. V. 105. P. 351 - 362. Wheatley 

D.N. Cilia in cell-cultured fibroblasts. IV. Variation within the 

mouse 3T6 fibroblastic cell line // Ibid. 1972. V. 113. P. 83-93.

 

Wheatley D. Centriole: the central enigma of cell biology. N.Y.: 

Plenum Press, 1982. 263 p.

 

Wheatley D.N., Feilen E.M., Tin Z., Wheatley S.P. Primary cilia in 

cultured mammalian cell: detection with an antibody against 

detyrosinated oc-tubulin (ID5) and by electron microscopy // J. 

Submicrosc. Cytol. Pathol. 1994. V. 26. P. 91 -102. Wolfe J. Basal 

body fine structure and chimistry //Advances in cell and molecular 

biology. 1972. V. 2. P. 151 - 192.

 

The Structure of the Centrosome in Mouse Intestinal 

Enterocytes during Histogenesis 

Yu. A. Komarova and I. A. Vorob'ev

 

Belozerskii Research Institute of Physicochemical Biology, Lomonosov Moscow State University, Moscow, 119899 Russia 

We studied characteristics of the centrosome during histogenesis of epithelium of the middle region of the mouse embryo gut. We 

demonstrated that between days 11 and 13 of embryonic development, the middle gut region is formed by a single-layer plasmatic 

epithelium, at day 14 it consists of multi-layer sheet of cuboid cells (at this period morphological separation of gut layers takes 

place), and at day 16 the whole mucosa consists of a single layer plasmatic epithelium. At this time, matter of membrane of 

adjacent cells produce tight junctions and never form desmosomes. During enterocyte differentiation, the Golgi complex moves 

from the apical part of the cell towards the nucleus and is always spatially uncoupled from the centrosome. From day 11 to day 13 

of embryonic development, the active centriole of the centrosome in the majority of cells of epithelium of the • intestinal tube 

represents the basal body of the primary cilium, which is located in the apical part of cells and is often directed towards the gut 

lumen. Replication of cells takes place independently of the presence or absence of the cilium. From day 13 to day 15 of 

embryonic development, the number of enterocytes possessing the cilium decreases, and in a number of cells the centriole only 

produces a contact with the internal membrane vesicle or with the plasma membrane ("stump"). At day 6 of embryonic 

development, no cells possessing cilium can be found. It is proposed that the change in the outer structure of the centrosome can 

serve as an early marker of cell differentiation.

 

Key words: primary cilium, centriole, enterocyte. 

OHTOFEHES  

TOM 


26  Ns 5   1995

 

Каталог: html
html -> Вкладка лучше пломбы на 300%!
html -> Меридиан мочевого пузыря 7 (V) (меридиан мочевого пузыря «тай-ин» ноги)
html -> Вопрос 6: массовые инфекционные заболевания людей, С/х животных и растений. Основные пути передачи инфекции и их характеристика. Противоэпидемические и санитарно-гигиенические мероприятия в очаге бактериального заражения
html -> Работа выполнена по договору с Институтом цитологии ран
html -> Центр инактивации х-хромосомы обыкновенных полевок: характеристика последовательностей ДНК и анализ экспрессии генов генетика 03. 02. 07
html -> Гены центра инактивации и модификации хроматина активной и неактивной х-хромосом у сумчатых генетика 03. 02. 07
html -> Изготвил: Н. Ангушева
html -> Химические методы остановки кровотечений
html -> Отчет о заседании, организованном комитетом по профилактике вирусных гепатитов


Достарыңызбен бөлісу:


©stom.tilimen.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет