Postępy Biologii Komórki, tom 32, 2005, supl. 23

Charakterystyka strukturalna, biochemiczna i funkcjonalna mięśni zewnętrznych gałki ocznej

Streszczenie: Mięśnie zewnętrzne gałki ocznej cechuje znakomita kontrola nerwowo-mięśniowa (jeden akson unerwia około 7 włókien mięśniowych) umożliwiająca wysoką precyzję ruchów gałek ocznych i prawidłowe obuoczne widzenie. Mięśnie zewnątrzgałkowe w porównaniu z mięśniami szkieletowymi charakteryzują się m.in. znacznie wyższą maksymalną prędkością skracania oraz istotnie niższą wielkością maksymalnej siły izometrycznej, wyrażonej na jednostkę przekroju poprzecznego mięśnia. Oprócz różnic funkcjonalnych występujących między mięśniami zewnątrzgałkowymi a mięśniami szkieletowymi stwierdza się również różnice w budowie molekularnej m.in. wyższą procentową zawartość szybkich izoform łańcuchów ciężkich miozyny typu II, obecność specyficznych izoform łańcuchów ciężkich miozyny, tj. zewnątrzgałkową (MyHC eom), czy toniczną (MyHC-sto), stałą obecność izoform rozwojowych (MyHC-emb i MyHC-pn), większą gęstość pomp wapniowych w siateczce sarkoplazmatycznej (SERCA). Z nieznanych powodów mięśnie zewnątrzgałkowe nie są podatne na występujące w mięśniach szkieletowych takie choroby, jak: dystrofie mięśniowe Duchenne’a czy Beckera, natomiast wykazują one szczególną podatność na inne choroby, tj. miopatie oczne, które nie obejmują mięśni szkieletowych. Przyczyny różnic w podatności na choroby mięśniowe między mięśniami szkieletowymi a mięśniami zewnątrzgałkowymi nie są w pełni poznane. Mogą one wynikać z odmiennego pochodzenia tych mięśni. Mięśnie zewnątrzgałkowe wywodzą się bowiem z niesegmentowanej mezodermy głowowej, podczas gdy mięśnie szkieletowe z mezodermy segmentowanej.

Streszczenie: Od wielu lat prowadzone są intensywne badania mające na celu wyjaśnienie mechanizmów śmierci neuronów w wyniku krótkotrwałego przerwania dopływu krwi do mózgu. Obecnie wydaje się, że istotnym elementem przekazywania sygnału ischemicznego jest przemieszczanie się pomiędzy przedziałami komórkowymi wielu białek, które w zależności od lokalizacji i współpartnerów mogą pełnić rożne funkcje. Przejściowe niedokrwienie mózgu powoduje bardzo szybką translokację wielu kinaz bialkowych (PKC, CamKII) do zagęszczeń postsynaptycznych, gdzie wydają się oddziaływać na rozprzestrzenianie się sygnału ischemicznego. W dłuższym czasie po niedokrwieniu we frakcji mitochondriów zwiększa się ilość kinazy JNK i proapoptotycznego białka Bad, a zmniejsza się ilość kinazy Raf-1. Również lokalizacja cytochromu c ulega dynamicznym zmianom w wyniku ischemii. Obok swojego tradycyjnego miejsca w mitochondriach, występuje on w poischemicznej cytoplazmie, gdzie może aktywować kompleks apoptosomu i kaskadę kaspaz. Coraz liczniejsze dane wskazują, że przejściowa ischemia mózgu inicjuje w niedokrwionych komórkach szybkie zmiany w wewnątrzkomórkowej lokalizacji, a tym samym funkcji wielu białek sygnałowych.

Roślinne białka dynamino-podobne – wgląd w ewolucję maszynerii podziału mitochondriów i plastydów

Streszczenie: Dynamina i białka dynamino-podobne (DRP) uczestniczą w wielu procesach istotnych dla prawidłowego funkcjonowania komórki oraz całego organizmu. Występują zarówno u zwierząt, jak i u roślin. U Arabidopsis thaliana zidentyfikowano już 16 białek dynamino-podobnych, które podzielono na 6 podrodzin. Białka DRP1 oraz ich homolog fragmoplastyna z soi biorą udział w tworzeniu przegrody pierwotnej podczas cytokinezy. Dwa białka z podrodziny DRP2 wykazują budowę domenową podobną do klasycznych dynamin ssaków i uczestniczą w procesie endocytozy, gdzie związane są z pęcherzykami opłaszczonymi klatryną. Ponadto u Arabidopsis i krasnorostu Cyanidioschyzon merolae zidentyfikowano białka dynamino-podobne, które stanowią elementy maszynerii podziału mitochondriów i chloroplastów. Organelle te, które powstały w wyniku endosymbiozy wolnożyjących Prokaryota, początkowo dzieliły się w bardzo podobny sposób oparty na pierścieniach FtsZ pochodzenia prokariotycznego, PD/MD – pochodzenia eukariotycznego oraz pierścieniu dynaminowym. W toku ewolucji maszyneria ta została zachowana tylko w chloroplastach oraz w mitochondriach niższych organizmów eukariotycznych, do których należy między innymi
C. merolae. Natomiast u zwierząt, roślin i grzybów elementy mitochondrialnej maszynerii podziałowej pochodzenia prokariotycznego (FtsZ) zostały utracone i zastąpione przez białka dynamino-podobne.

Słowa kluczowe: dynamina, białka dynamino-podobne, Arabidopsis, mitochondria, chloroplasty, podział organelli, filogeneza.

Streszczenie: Artykuł przedstawia podstawowe informacje dotyczące wewnątrzkomórkowej degradacji białek przez proteasomy z udziałem ubikwityny. Omówiono proces ubikwitynacji białek przeznaczonych do degradacji proteasomalnej oraz udział ubikwityny w procesach komórkowych niezwiązanych z proteolizą. Przedstawiono budowę proteasomów 20S, 26S i aktywatora PA700. Omówiono rolę immunoproteasomów w odpowiedzi immunologicznej oraz proteasomalną degradację białek niewyznakowanych łańcuchami ubikwityny. Przedstawiono zarys biogenezy proteasomów oraz możliwości zastosowania terapeutycznego inhibitorów proteasomów.

Słowa kluczowe: proteasom, immunoproteasom, ubikwityna, proteoliza, PA700, PA28, inhibitory proteasomów

Streszczenie: W latach dziewięćdziesiątych XX wieku opublikowano szereg prac sugerujących istnienie u roślin białek homologicznych do zwierzęcych peptydów natriuretycznych (NP). Przeprowadzono wiele doświadczeń wykazując m.in. różnorodny wpływ egzogennie podawanego przedsionkowego peptydu natriuretycznego (ANP) na metabolizm oraz wzrost i rozwój roślin. Badano także aktywność roślinnego immunohomologu ANP. Mimo to do tej pory nie opisano roślinnej sekwencji białkowej ani nukleotydowej, która w istotnym stopniu byłaby podobna do zwierzęcych NP. Z tego powodu na obecnym poziomie wiedzy nie można potwierdzić istnienia roślinnych homologów zwierzęcych peptydów natriuretycznych oraz kodujących je genów.

Słowa kluczowe: zwierzęce peptydy natriuretyczne (NP), receptory peptydów natriuretycznych, roślinne homologi peptydów natriuretycznych, ekspansyny

Streszczenie: Roślinne transglutaminazy, wciąż dokładnie niesklasyfikowane, są szeroko rozpowszechnione u roślin wyższych i niższych. Ich różne izoformy zlokalizowano w różnych kompartmentach komórki, takich jak: chloroplasty, mitochondria, cytoplazma czy ściana komórkowa. Przypisuje się im udział w procesach związanych z tworzeniem się struktur komórkowych. W chloroplastach i mitochondriach dodatkowo ich rola może być związana ze specyficznym metabolizmem tych organelli. Transglutaminazy wydają się być związane z procesami wzrostowymi (cykl komórkowy, wzrost apikalny, wzrost siewek) i rozwojowymi roślin, programowaną śmiercią komórki oraz w reakcji rośliny na czynniki stresowe.

Słowa kluczowe: enzymy, komórka roślinna, transglutaminazy, wiązania krzyżowe białek

Wpływ opioidów na steroidogenezę w komórkach ziarnistych i osłonki wewnętrznej pęcherzyków jajnikowych świń; mechanizm działania agonisty opioidowego FK 33-824

Streszczenie: Peptydy opioidowe należą do grupy czynników, wytwarzanych w pęcherzyku jajnikowym świń, wpływających na funkcjonowanie, występujących w nim, komórek ziarnistych i komórek osłonki wewnętrznej. W trakcie krótkiej inkubacji tych komórek z opioidami (agonistami receptorów µ, ð lub k) przeważa hamowanie steroidogenezy, zaś w obecności LH, czynnika tropowego dla komórek izolowanych z dużych pęcherzyków, dominuje pobudzanie wytwarzania hormonów steroidowych pod wpływem opioidów. Mechanizm hamującego działania opioidów na steroidogenezę pęcherzykową badano wykorzystując agonistę głównie receptorów µ, FK 33-824. Pod wpływem FK 33-824 stwierdzono zahamowanie aktywności cyklazy adenylanowej, kinaz białkowych A oraz C w komórkach ziarnistych, a także fosfatydyloinozytoloswoistej fosfolipazy C, cyklazy adenylanowej, kinaz białkowych A i C w komórkach osłonki wewnętrznej świń.

Słowa kluczowe: świnia, opioidy, komórki ziarniste, komórki osłonki wewnętrznej, steroidogeneza, fosfatydyloinozytoloswoista fosfolipaza C, cyklaza adenylanowa, kinaza białkowa A, kinaza białkowa C

Sygnatura wapniowa: generowanie i specyfika cytoplazmatycznego sygnału wapniowego

Streszczenie: Jony Ca²⁺ stanowią w komórkach wysoce uniwersalne cząsteczki sygnalizacyjne i są integracyjnymi składnikami wielu szlaków transdukcji sygnałów. Liczne czynniki środowiskowe i rozwojowe oddziałując na komórkę, indukują wzrost cytoplazmatycznego stężenia jonów wapnia ([Ca²⁺]_cyt). W generowanie cytoplazmatycznego sygnału wapniowego zaangażowane są liczne kanały wapniowe, które współdziałając z pompami i kotransporterami wapniowymi wpływają na kształt i specyfikę sygnału [Ca²⁺]_cyt. Czasowo-przestrzenna charakterystyka sygnału [Ca²⁺]_cyt, zwana także sygnaturą wapniową, koduje informacje determinujące kształt ostatecznej odpowiedzi fizjologicznej komórki. W naszej pracy opisaliśmy mechanizmy uczestniczące w generowaniu specyficznych względem określonych bodźców sygnatur [Ca²⁺]_cyt oraz sposoby dekodowania przez komórki roślinne sygnałów wapniowych, które są istotne dla uzyskania właściwej odpowiedzi fizjologicznej.

Słowa kluczowe: Ca²⁺-ATPazy, [Ca²⁺]_cyt, fale i oscylacje wapniowe, kanały wapniowe, sensory Ca²⁺, sygnatura wapniowa, kotransportery Ca²⁺/H⁺

Rola apoptozy w odpowiedzi na przeszczep allogeniczny: tolerancja i odrzucanie przeszczepu

Streszczenie: Badania ostatnich kilku lat dowodzą, że apoptoza odgrywa istotną rolę nie tylko w odrzucaniu przeszczepu, ale także w indukcji tolerancji transplantacyjnej. Apoptoza – programowana śmierć komórek jest aktywnym procesem dotyczącym zbędnych bądź nieprawidłowych komórek. W odpowiedzi na przeszczep allogeniczny szczególne znaczenie mają dwa mechanizmy: AICD – śmierć komórek indukowana aktywacją, związana z połączeniem Fas/FasL oraz PCD – pasywna śmierć komórek powodowana niedoborem cytokin. Odrzucanie przeszczepu zachodzi ze względu na różnice genetyczne pomiędzy dawcą a biorcą. W niszczeniu przeszczepu uczestniczą komórki efektorowe, w tym alloreaktywne limfocyty CD8. Wykazują one ekspresję FasL, indukując w ten sposób apoptozę Fas-pozytywnych komórek przeszczepu. Udział obwodowej delecji w indukcji tolerancji transplantacyjnej zależy od ilości alloreaktywnych limfocytów – apoptoza jest potrzebna do obniżenia ich poziomu do takiego, który może być pod kontrolą mechanizmów regulacyjnych (model pool size). Apoptoza ułatwia również rozwój stanu immunoregulacyjnego poprzez działanie antyzapalne i związaną z tym supresję immunostymulacyjnych zdolności APC. Terapeutyczne strategie indukcji tolerancji przeszczepu poprzez delecję alloreaktywnych limfocytów obejmują: makrochimeryzm, modyfikacje ekspresji FasL, blokadę kostymulacji oraz przeciwciała anty-CD28 stosowane w obecności IFN-y. Wiele leków immunosupresyjnych hamując aktywację limfocytów prawdopodobnie uniemożliwia zajście apoptozy (np. CsA i FK506), ale są również takie, których działanie opiera się przypuszczalnie na indukcji apoptozy (np. RAPA i MMF). Apoptoza alloreaktywnych limfocytów wydaje się być niezbędna dla uzyskania tolerancji przeszczepu. Nie tylko bezpośrednio obniża liczbę komórek atakujących przeszczep, ale również ułatwia wytworzenie stanu immunoregulacyjnego.

Słowa kluczowe: apoptoza, tolerancja transplantacyjna, odrzucanie przeszczepu, delecja, limfocyty T

Streszczenie: Ludzki protoonkogen BCL6 koduje represor transkrypcji niezbędny do tworzenia ośrodków rozmnażania (GC), odpowiedzi T-zależnej, regulacji różnicowania komórek B oraz modulacji sygnałów z receptora limfocytów B. Wysoki poziom ekspresji BCL6 obserwowany jest w komórkach B w GC, natomiast niski w pre-GC, w bardziej zróżnicowanych komórkach B pamięci i w plazmocytach. BCL-6 funkcjonuje jako potencjalny represor transkrypcji różnych genów docelowych, ale jego dokładna rola jest niejasna. W chłoniakach B-komórkowych występują często strukturalne nieprawidłowości w regionie promotora BCL6, ponadto translokacje chromosomowe i somatyczne hipermutacje. Mutacje te reprezentują większość genetycznych zmian związanych z chłoniakami nie-Hodgkinowskimi, a szczególnie z chłoniakiem olbrzymiokomórkowym. Sugeruje się, że BCL6 jest ważnych czynnikiem w patogenezie chłoniaków.

Czynnik molekularny w rozrodzie; rola i charakterystyka przeciwciał przeciwplemnikowych

Streszczenie: Ocenia się, że niepłodność w Polsce dotyka co piątą parę w wieku rozrodczym. Główną przyczyną niepłodności na tle immunologicznym jest obecność przeciwciał przeciwplemnikowych, stosunkowo niewiele jednak wiadomo na temat mechanizmów, które wywołują powstanie reakcji auto- i izoimmunologicznych u ludzi. Przeciwciała skierowane przeciwko antygenom plemnika stwierdza się w surowicy krwi kobiet i mężczyzn, jak również w wydzielinach dróg rozrodczych: w plazmie nasiennej, wolne lub związane z powierzchnią plemnika, natomiast u kobiet także w śluzie szyjkowym, płynie otrzewnowym, jajowodowym oraz pęcherzykowym. Obecność przeciwciał przeciwplemnikowych może zaburzać własności rozrodcze męskiej gamety zarówno w stadium przed, jak i pozapłodnieniowym. ASA mogą zakłócać ruch postępujący plemnika, penetrację przez plemniki śluzu szyjkowego, reakcję akrosomalną, wiązanie plemników do osłonki przejrzystej, fuzję gamety męskiej z komórką jajową oraz podziały komórkowe rozwijającego się wczesnego zarodka. Pełna identyfikacja i charakterystyka auto- i izoimmunoreaktywnych antygenów plemnikowych umożliwiłyby poznanie mechanizmów wywołujących niepłodność immunologiczną. Ponadto, szczegółowa wiedza na temat tych antygenów dostarczyłaby bardziej precyzyjnych narzędzi diagnostycznych oraz pozwoliłaby na lepsze określanie metod leczenia.

Słowa kluczowe: antygeny plemnikowe, niepłodność, przeciwciała przeciwplemnikowe

Streszczenie: Prawidłowe funkcjonowanie gonady żeńskiej jest procesem złożonym. Niewydolność jajników może prowadzić nie tylko do zaburzeń w gospodarce hormonalnej, która jest regulowana przez cykliczne zmiany stężenia gonadotropin, ale może również spowodować wygaśnięcie uwalniania oocytów. Jakkolwiek znanych jest wiele czynników etiologicznych, próbuje się udowodnić aktywny udział mechanizmów autoimmunologicznych w dysfunkcji żeńskiej gonady i potencjalnie obniżających płodność u kobiet. Wśród zespołów chorobowych jajników, w których sugeruje się podłoże immunologiczne, wyróżnić można między innymi: niepłodność idiopatyczną, zespół przedwczesnego wygasania czynności jajników oraz zespół policystycznych jajników. Szczególną uwagę skupiają przeciwciała przeciwjajnikowe, które stanowią heterogenną grupę przeciwciał skierowaną przeciwko komponentom komórek somatycznych tkanki jajnika, jak i antygenom osłonki przejrzystej oocytu. Bezpośredni wpływ przeciwciał przeciwjajnikowych na funkcjonowanie jajnika, jak i patogenezę niepłodności, pozostaje wciąż niewyjaśniony i budzi wiele kontrowersji. Często kwestionowanym zagadnieniem wydaje się również indukcja syntezy przeciwciał przeciwjajnikowych w odpowiedzi na powtarzane zabiegi zapłodnienia pozaustrojowego. Sugeruje się, że silna hormonoterapia i punkcja pęcherzyków jajnikowych mogą powodować uwalnianie znacznych ilości wewnątrznarządowych antygenów jajnikowych zdolnych do wywołania reakcji autoimmunologicznej. Z całą pewnością reakcje immunologiczne pełnią istotną rolę w zaburzeniach funkcji jajników oraz w niepłodności, istnieje zatem ogromna potrzeba identyfikacji antygenów żeńskiej gonady w celu stworzenia testów diagnostycznych oraz skutecznych metod leczenia.

Słowa kluczowe: autoimmunizacja, jajnik, przeciwciała przeciwjajnikowe, niepłodność, IVF.

Struktura i aktywacja płytek krwi oraz ich zastosowanie jako komórek modelowych

Streszczenie: Komórki i składniki krwi są szczególnie narażone na kontakt z substancjami w różny sposób wprowadzanymi do krwioobiegu, nawet tymi szybko metabolizowanymi i wydalanymi. Płytki krwi, mimo że nie posiadają jądra komórkowego, są wysoce zorganizowanymi, bogatymi w liczne organelle komórkami. Reagują sekrecją aktywnych związków zmagazynowanych w specyficznych ziarnistościach nawet na bardzo małe ilości krążących molekuł. Dlatego płytka krwi od lat jest wykorzystywana jako komórka modelowa w badaniach farmakologicznych leków. Dotyczy to nie tylko badań hemostazy, ale także innych komórek, np. neuronów i komórek mięśni gładkich naczyń krwionośnych. Praca ta przedstawia główne informacje dotyczące budowy, aktywacji (i metod jej oceny) oraz wykorzystania płytek krwi jako modelu farmakologicznego.

Słowa kluczowe: płytki krwi, receptory płytkowe, metody pomiaru aktywacji płytek krwi, model farmakologiczny

Zastosowanie szczepionek z komórek dendrytycznych w leczeniu chorób nowotworowych

Streszczenie: Leczenie przeciwnowotworowe polegające na selektywnym pobudzaniu układu odpornościowego do walki z chorobą stało się ostatnio ponownie przedmiotem rosnącego zainteresowania wielu ośrodków klinicznych na świecie. Jedną z bardzo obiecujących strategii immunoterapii jest wykorzystanie szczepionek z komórek dendrytycznych, poddanych uprzedniej ekspozycji na antygeny nowotworowe. Szczepionki takie zastosowano w szeregu wstępnych prób klinicznych, najczęściej u chorych na guzy lite, w tym na czerniaka złośliwego. Szereg doniesień dotyczy także chorób nowotworowych krwi, szczególnie chłoniaków złośliwych oraz szpiczaka mnogiego. W artykule przedstawiono podstawy teoretyczne oraz metody przygotowywania szczepionek z komórek dendrytycznych, a także wyniki przeprowadzonych dotychczas badań klinicznych w poszczególnych rodzajach nowotworów.
Słowa kluczowe: komórki dendrytyczne, immunoterapia, szczepionki, choroby nowotworowe, białaczki, chłoniaki.

Słowa kluczowe: komórki dendrytyczne, immunoterapia, szczepionki, choroby nowotworowe, białaczki, chłoniaki.