Культура нервных клеток

Все это привело к тому, что были разработаны специальные среды определенного химического состава, используемые для культивирования клеток различных типов. В этих средах известен каждый из компонентов. Наряду с низкомолекулярными веществами они, как правило, содержат один или несколько различных белковых факторов роста, необходимых клеткам для выживания и пролиферации в культуре например, некоторым нервным клеткам как в культуре, так и в [c.204]

На процессы роста нейронов могут оказывать влияние многие химические агенты, которые воздействуют на мембрану или на органеллы нервной клетки. Кроме того, имеются некоторые специфические факторы, которые ускоряют рост определенных типов нейронов. Наиболее известным из них является фактор )оста нервов (ФРН). ФРН — это белок с мол. массой 130 000. Зго главная нейроактивная субъединица — полипептид, у которого аминокислотная последовательность сходна с установленной для инсулина. Это позволяет предположить, что у этих двух веществ в процессе эволюции был один общий предшественник. ФРН обычно секретируется производными нервного гребня и стимулирует рост аксонов соответствующих клеток. Он играет существенную роль в росте и созревании нейронов спинальных и симпатических ганглиев (см. рис. 10.2). Кроме того, ФРН является для экспериментатора полезным инструментом при изучении роста отростков в культурах клеток и тканей. [c.242]

Клетки нейробластомы имеют важные свойства, типичные для нервных клеток они электрически и химически возбудимы и имеют ионные каналы и рецепторы они обладают ферментативным аппаратом для синтеза медиаторов, а также системой, необходимой для их инактивации, т. е. инактивирующими ферментами, такими, как ацетилхолинэстераза или транспортные системы для поглощения высвобождающихся катехоламинов они образуют отростки, подобные нервным волокнам. По мере того как они растут и делятся в культуре, можно исследовать [c.368]

Некоторую ясность в эту проблему внесли эксперименты с культурой клеток симпатических ганглиев. Основанием для этих исследований послужило наблюдение о том, что в случае трансплантации стволовых областей нервного гребня, которые обычно дают начало клеткам симпатических ганглиев, в передние области, из которых обычно развиваются вагусные клетки, стволовые клетки утрачивают обычный адренэргический характер. При культивировании было обнаружено, что если нейроны симпатических ганглиев сохраняются в отсутствие других типов клеток, то у них развиваются адренэргические свойства, т. е. они захватывают, хранят, синтезируют и выделяют из своих терминалей норадреналин. Кроме того, они образуют морфологические синапсы, содержащие небольшие зернистые пузырьки, как у обычных зрелых адренэргических синапсов. [c.248]

Другие факторы роста действуют не как гормоны, а как локальные химические медиаторы. В процессе индивидуального развития выживание и рост нейронов определенных типов зависит от фактора роста нервов (ФРН, димер из двух идентичных полипептидных цепей длиной 118 аминокислот), который, как полагают, секретируется клетками-мишенями этих нейронов. Необходимость ФРН для выживания развивающихся нейронов симпатической нервной системы доказывают наблюдения троякого рода 1) инъекция антител анти-ФРН новорожденным мышам вызывает избирательную гибель симпатических нейронов (рис. 13-10) 2) многие незрелые симпатические нейроны способны неограниченно долго жить в культуре, не содержащей других клеток, если добавить в феду ФРН, а без ФРН погибают за несколько дней 3) развивающиеся симпатические нейроны, которым не удалось образовать синап- [c.255]

В своем широко известном рассмотрении проблемы старения на клеточном уровне американский биохимик Л. Хейфлик указывает на три процесса, связанных со старением. Один из них — ослабление функциональной эффективности неделящихся клеток нервных, мышечных и других. Второй — это хорошо известно е постепенное увеличение с возрастом жесткости коллагена, на долю которого приходится более трети веса белков организма. Наконец, существует третий процесс — ограничение клеточного деления на уровне примерно 50 поколений. Это относится, в частности, к фибр областам — специализированным клеткам, производящим коллаген и фибрин и утрачивающим способность к делению в клеточных культурах к 45—50 поколениям. [c.81]

Имеются многочисленные наблюдения (хотя и не складывающиеся пока в полную картину), что глиальные клетки — это не только просто цемент , т. е. скрепляющая ткань, но эти клетки играют также важную активную роль. Возможно, они контролируют внеклеточное окружение нейрона и непосредственно влияют на интеграцию групп нейронов. Кроме того, они могут снабжать нервную клетку важными веществами, метаболитами и факторами питания. Более подробно роль глиальных клеток, в частности на примере онтогенеза, мы рассмотрим в гл. И, где увидим, что по крайней мере в клеточной культуре эти не нервные клетки ганглия влияют на экспрессию синтеза медиатора. Вот еще один пример. В клеточных культурах линия клеток нейробластомы проявляет способность к образованию выростов нейритов (аксонов нервной клетки), но не функциональных синапсов, тогда как линии гибридов нейробластомы и глиомы образуют синапсы, что является еще одним доказательством важной дополнительной функции глиальных клеток. Периферические глиальные клетки (шванновские клетки) участвуют в восстановлении поврежденных нервов. Было даже показано, что после денервации щванновская клетка может заменять дегенерированное нервное окончание в мыщце и даже выделять медиатор. [c.31]

Большинство нервных клеток зрелой нервной системы используют только один нейромедиатор и поэтому располагают механизмами его синтеза, хранения и высвобождения. Недавно было показано, что в отдельных нейронах Aplysia присутствуют несколько нейромедиаторов и функционирует несколько ферментных систем, необходимых для их синтеза, а в адренэргических нейронах млекопитающих — несколько нейропептидов. При этом постулируется, однако, что на определенной стадии созревания нейрон должен как бы выбрать тот или иной нейромедиатор. Процесс такого выбора наблюдался на симпатических нервных клетках крыс в период эмбрионального развития и в клеточной культуре. [c.320]

Более того, клетки нервного гребня сохраняют способность реагировать на локальное окружение даже на очень поздних стадиях развития. В условиях изоляции в культуре отдельные клетки симпатических ганглиев новорожденного мышонка созревают в нейроны, синтезирующие норадреналин. Если же они растут по соседству с некоторыми типами клеток из других тканей (например, мьппечными), они дифференцируются в нейроны, синтезирующие ацетилхолин. При изменении условий культуры отдельные нейроны могут переключаться с одного фенотипа на другой, и в этом переходе есть фаза, когда клетка синтезирует одновременно оба нейромедиатора. Влияние других клеток на выбор нейронами нейромедиатора может осуществляться и без прямого межклеточного контакта. Синтез ацетилхолина в изолированных клетках ганглиев можно вызвать и просто с помощью феды, в которой росли клетки других тканей. Это позволяет предполагать, что такое переключение происходит под влиянием какого-то растворимого вещества, вьщеляемого в феду тканью-нндуктором. [c.125]

Ббльшая часть имеющихся в настоящее время сведений о свойствах конусов роста получена в результате изучения нервной ткани в культуре. Зародышевые нервные клетки in vitro выпускают отростки, которые трудно идентифицировать как аксоны или дендриты н которые поэтому получили нейтральное название нейритов. Конус роста на конце каждого нейрита в культуральной чашке можно сравнить с кистью руки он состоит из широкой уплощенной части нейрита, напоминающей ладонь, с множеством длинных тонких шипиков, похожих на пальцы (рис. 18-63). Эти микрошипики имеют толщину от 0,1 до 0,2 мкм и могут достигать 50 мкм в длину широкая плоская область конуса роста имеет ширину и длину около 5 мкм, хотя [c.133]

Результаты этих опытов показывают, что если при процедуре выделения нервная клетка и была сколько-нибудь повреждена, то потом мембрана клеточных выростов и перикариои, по-видимому, восстанавливают все повреждения настолько, чтобы предупредить потерю клеткой ее содержимого. Из нервных клето.ч мозга млекопитающих вышеописанным способом можно в присутствии глиальных клеток получить культуру ткани [16]. [c.280]

Культуры, приготовленные непосредственно из тканей организма, с использованием первичного этапа фракционирования клеток и без оного, называют первичными культурами. В большинстве случаев клетки первичной культуры можно перенести из культуральной чашки и использовать для получения большого количества вторичных культур, которые можно последовательно перевивать в течение недель или месяцев. Часто эти клетки сохраняют признаки дифференцировки тех тканей, из которых они были получены. Так, фибробласты продолжают синтезировать коллаген, клетки скелетных мышц эмбриона сливаются, образуя гигантские мышечные волокна, которые спонтанно сокращаются в чашках для культуры тканей у нервных клеток возникают аксоны, характеризующиеся электровозбудимостью и способностью формировать синапсы с другими нервными клетками клетки эпителия формируют обширные слои, сохраняющие многие свойства интактного эпителия. Поскольку все эти события можно наблюдать при росте клеток в культуре, для их изучения используют многие методы, недоступные при работе с интактными тканями. [c.204]

Микроворсинки щеточной каймы в тонком кишечнике и стереоцилии, ответственные за рецепцию звука,-относительно постоянные специализированные образования, характерные для определенных типов эпителиальных клеток. В то же время очень многим эукариотическим клеткам свойственны динамичные поверхностные структуры-такие, например, как упоминавшиеся ранее микроворсинки, быстро образующиеся на поверхности яйцеклетки морского ежа после оплодотворения. Клетки, растущие в культуре, тоже нередко образуют множество волосовидных выростов, называемых микрошипами, толщиной около 0,1 мкм и длиной от 5 до 10 мкм. Обычно это происходит тогда, когда клетка прикрепляется к твердому субстрату, мигрирует или округляется перед делением (рис. 10-58). У кончика растущего аксона нервной клетки возникают еще более крупные микрошипы, называемые филоподиями их длина достигает 50 мкм (см рис. 18-63). Описанные структуры способны быстро вытягиваться и втягиваться-возможно, за счет локальной полимеризации и деполимеризации актиновых филаментов, что, однако, еще достоверно не установлено. Эти филаменты в микрошипах ориентированы так же, как в микроворсинках кишечного эпителия, но расположены гораздо менее упорядоченно (рис. 10-59). Предполагают, что микрошипы служат сенсорными приспособлениями, с помощью которых клетка исследует свое окружение (см. гл. 18). [c.112]

Третий механизм подтверждается многими наблюдениями. Но в то же время известны клетки, которые проявляют нормальную адгезию (и контактное ингибирование) в клеточной культуре, хотя у них и не удается обнаружить наличие мембранно-связанных галактозилтрансфераз. Таким образом, эта элегантная гипотеза теряет некоторую долю привлекательности, и вопрос о клеточном узнавании и адгезии остается открытым. Именно здесь нейрохимик может найти ключ к решению таких проблем, как специфичность структуры 10 синапсов центральной нервной системы, так как ни в пре- или постсинаптических мембранах, ни в промежуточных базальных пластинках недостатка в гликопротеинах не наблюдается. [c.60]

Б 1954 г. Герен исследовала образование миелина вокруг седалищного нерва эмбриона цыпленка [1]. Было установлено, что чпсло слоев зависит от возраста эмбриона и что на ранних стадиях прослеживается спиральная структура. На рис. 4.4 приведены результаты, полученные Герен на периферическом нерве, Вероятно, подобная ситуация происходит при миелиниза-цпи волокон центральной нервной системы аксон вызывает депрессию на поверхности шванновской клетки, которая начинает расти и образует спираль миелина вокруг него. Как было показано, на культуре ткани один виток завершается за 44 ч.. Увеличение числа витков спирали приводит к сжатию цитоплазмы, в результате чего плазматическая мембрана шванновской клетки становится значительно более плотноупакованной. Поэтому зрелая миелиновая оболочка представляет собой не- [c.94]

NGF выполняет функцию не тольдо фактора выживания , но и фактора дифференциации . Это ясно видно на клетках фео-хромоцитомы (РС 12)—линии опухолевых клеток, происходящих из (не нейрональных) хромаффинных клеток мозгового вещества надпочечников. В отличие от нервных клеток они делятся в клеточной культуре и будучи хромаффинными клетками способны к синтезу, хранению и высвобождению катехоламинов. Под влиянием NGF клетки феохромоцитомы дифференцируют далее в направлении нервных клеток они останавливают пролиферацию и способствуют нейритным процессам становятся электровозбудимыми и чувствительными к ацетилхолину и развивают способность к образованию синаптических контактов. [c.327]

Как указывалось ранее, аксон может преодолеть большое расстояние до своей мишени, минуя бесчисленные клетки-мишени, на которые он не реагирует. Имеются два предположения, касающиеся направленного роста, которые, опять же, не исключают друг друга либо аксон ведут микрофиламенты (но неясно, как они прокладывают такой специфичный маршрут), либо, согласно Сперри, он растет против химического градиента, создаваемого мишенью, который и есть тот специфический сигнал, сравнимый, возможно, с сигналом хемотаксиса. В любом случае аксон находит и распознает свою мишень. По селективности данный процесс аналогичен взаимодействию рецептора и лиганда или антигена и антитела однако это взаимодействие непостоянно. На пленках клеточных культур показано, что растущие нейриты находятся в постоянном движении, вырастая и снова втягиваясь, как бы проверяя и зондируя поверхность клетки-мишени перед тем, как образовать постоянный контакт. Специфичность взаимодействия также неабсолютна если клетки-мишени повреждаются, синапсы могут образоваться с клетками других типов. Вот, что обнаруживалось в экспериментах с мозжечком афферентные волокна мозжечка обычно образуют синапсы с дендритами гранулярных клеток при селективном повреждении последних они образуют функциональные синапсы с отростками клеток Пуркинье (см. также гл. 12). Генетически детерминированная химическая специфичность синапсов (жесткость), таким образом, неабсолютно выполняемое свойство оно реализуется достаточно гибко (в этом случае говорят о синаптической пластичности), что предполагает существование механизмов переориентации, возмущающих генетический пробел. При этом существенную роль играет активность или строение синапса. Важная роль сенсорного ввода при создании функциональной нервной системы была продемонстрирована выдающимися экспериментами Хубеля и Визеля на оптической системе кошки. [c.331]

Уже есть некоторые данные о такого рода тонких различиях между одинаково дифференцированными клетками разных частей тела. Например, хрящевые клеткн, образующие зачатки различных костей, растут с разной скоростью они сохраняют эти особенности даже в условиях культуры тканей в изоляции друг от друга и от остальных частей зародьпиа. (Это было показано на зачатках большеберцовой и малоберцовой костей куриного эмбриона эти зачатки вначале одинаковы по величине, но из них развиваются кости, очень сильно различающиеся по размерам.) Такая неэквивалентность обнаружена также у клеток кожи и нервной системы, но эти примеры будут рассмотрены позже (разд 15.7.2 и гл. 18). [c.94]

Антитела к N- AM нарушают нормальный ход развития сетчатки в тканевой культуре, а нри введении в развивающийся глаз нынленка препятствуют нормальному росту аксонов нервных клеток сетчатки. Как мы увидим позже (разд. 19.7.8), это позволяет предполагать, что N- AM играет важную роль в развитии центральной нервной системы, способствуя межклеточной адгезии. Кроме того, клетки нервного гребня, формирующие периферическую нервную систему, находясь в составе нервной трубки, имеют большое количество N- AM на своей поверхности и теряют его при миграции. Но когда они агрегируют, образуя ганглии, N- AM появляется вновь (см. рис. 14-56), что указывает на важную роль N-САМ в построении ганглия. N- AM экспрессируется также во время критических стадий в развитии многих ненервных тканей, где. как нолагают. эти молекулы способствуют удержанию вместе специфических клеток. [c.521]

Зрительный нерв является одним из простейших элементов центральной нервной системы млекопитающих и широко известен, как модельная система для таких исследований. Он содержит длинные аксоны нервных клеток сетчатки, направляющихся от глаза к мозгу. Структурную и функциональную опор> аксонов в нервах обеспечивают три типа глиальных клеток (см. разд. 19.1.6) олигодендроциты и два типа астроцитов, известных просто как астроциты типов 1 и 2 (рис. 16-37). Все три типа глиальных клеток различают с помощью антител с помощью такого же метода различают глиальные клетки и клетки-предшественницы. При исследовании клеток, выделенных из зрительного нерва на различных стадиях развития и помещенных в культуру, было показано, что три типа глиальных клеток (которые в норме делятся редко, если вообще делятся) возникают в различное время и происходят из двух ветвей генеалогического древа. Астроциты типа 1 возникают до рождения из клеток-предшественниц одного типа, а олигодендроциты и астроциты типа 2 образуются после рождения из другого типа клеток-предшественниц, именуемых клетки-предшественницы 02А . [c.94]

Первым из нейротропных факторов был идентифицирован фактор роста нервов (ФРП), и в настоящее время он лучше всего изучен. Этот фактор был открыт случайно в ходе экспериментов с трансплантацией тканей и опухолей куриным эмбрионам. Трансплантаты одного вида опухолей необычайно обильно иннервировались и вызывали значительное разрастание определенных групп периферических нейронов в близлежащих областях. Такому влиянию подвергались нейроны только двух категорий сенсорные и симпатические (подкласс периферических вегетативных нейронов, регулирующих сокращение гладкой мускулатуры и функцию экзокринных желез). Экстракты из опухоли стимулировали также рост нейритов в культуре этих нейронов. Дальнейшие исследования показали, что в культуре другой ткани-слюнной железы сампа мыши -такой же стимулирующий фактор образуется в огромных количествах. Эта игра природы пока еще не разгадана, так как образование ФРП клетками слюнной железы не имеет видимой связи с главной функцией этого фактора, но так или иначе открылась возможность получать чистый ФРП в количествах, достаточных для выяснения его химической природы и изучения его функций. Оказалось, что активность связана с белком-димером, содержащим две идентичные полипептидные цепи из 118 аминокислотных остатков каждая. После того как ФРП был вьщелен в чистом виле. появилась возможность получать антитела, блокируюшие его действие. Если антитела к ФРП ввести мыши, у которой развитие нервной системы еще не закончено, то большая часть симпатических нейронов и некоторые сенсорные нейроны погибнут. [c.358]

Очевидно, в интактном организме ФРН действует так же, как и в культуре in vitro, т. е. как фактор выживания, определяющий, будут ли клетки жить или погибнут, и как локальный стимулятор активности конусов роста, регулирующий ветвление концевых участков аксона. Первая функция имеет особое значение в период развития, а вторая важна на протяжении всей жизни однако обе они приводят к одному результату с их помощью иннервация приспосабливается к потребностям мишени. Сейчас появляется все больше данных о существовании других нейротропных факторов роста, выполняющих такие же функции по отношению к другим видам нервных клеток (см. рис. 19-70). В следующем разделе мы увидим, что такие факторы, вероятно, играют важную роль в регулирующем влиянии электрической активности на развитие систем нервных связей. [c.361]

Ранние этапы образования нервно-мышечного синапса проще всего наблюдать в культуре Здесь можно видеть, что значительная часть молекулярного механизма синаптической передачи существует еще до того, как конус роста достигнет мышечной клетки. По мере того как конус роста продвигается вперед, он при электрическом возбуждении тела нейрона выделяет небольшие количества ацетилхолина (рис. 19-75). Мембрана конуса роста уже содержит потенциал-зависимые кальциевые каналы для сопряжения электрического возбуждения с секрецией эти каналы служат тагсже для распространенггя нервных импульсов по эмбриональному нейриту (в котором поначалу нет натриевых каналов). Еще до того, как мышечная клетка иннервируется, она уже имеет ацетилхолиновые рецепторы (эмбрионального типа) и может реагировать на ацетилхолин деполяризацией и сокращением. [c.363]

В самом деле, но-видимому, базальная мембрана сама по себе способна направлять процесс регенерации окончания аксона. Это было продемонстрировано в следующем опыте нерв и мышечную клетку разрушают, а затем дают возможность нерву регенерировать, и хотя чехол из базальной мембраны остается пустым, регенерирующий аксон отыскивает место первоначального синапса и образует здесь синаптическое окончание. Кроме того, базальная мембрана контролирует локализацию ацетилхолиновых рецепторов в месте синаптического соединения. Если разрушить нерв и мышечное волокно и дать возможность регенерировать мышце, а регенерацию нерва блокировать, то рецепторы ацетилхолина, синтезируемые регенерировавшей мышцей, локализуются преимущественно в области прежнего соединения, несмотря на отсутствие нерва (рис. 19-77). Как и следовало ожидать, экстракты, приготовленные из базальной мембраны нервно-мышечного соединения, содержат белок, называемый агрином, который способствует агрегации рецепторов в культуре мышечных клеток. [c.365]

Волокна слухового нерва. Из-за того что волосковые клетки позвоночных животных лишены аксона, слуховые сигналы передаются в центральную нервную систему нейроном второго порядка. Это биполярная ганглиозная клетка, тело которой находится в улитке. Периферическое волокно этой клетки образует синапсы с волосковыми клетками. Иннервация волосковых клеток очень сложна и во многих отношениях поразительна. Выше мы указали на сравнительно малое число этих клеток. Точно так же у млекопитающих, в том числе в слуховом нерве человека, всего лишь около 25000 волокон. Странно сознавать, что человеческая речь и столь многое в нашем обществе и культуре зависит от этих волокон. Вспоминаются слова Уинстона Черчилля Редко, когда столь многие обязаны очень многим столь небольшому числу . [c.408]

Участие циклических нуклеотидов в процессах роста, дифференцировки и малигнизации не может быть определено в таких исследованиях. При отсутствии каких-либо изменений размера клеток расчет уровня цАМФ на единицу массы белка представляется наиболее целесообразным. Данные, основанные на содержании ДНК, могут быть достоверными только в том случае, если распределение клеток по стадиям клеточного цикла в нормальных и трансформированных тканях или культурах сходно, а также если число хромосом диплоидно как в нормальных, так и в трансформированных клетках. Этот вопрос становится принципиально важным при анализе уровня циклических нуклеотидов в опухолевой ткани 1п у уо, где распределение клеток по стадиям клеточного цикла значительно изменяется в зависимости от участка опухоли. В фибробластах, вероятно, существуют изменения аденилатциклазы, связанные с трансформацией, тогда как в других трансформированных клетках (нейробластоме, лейкозе, лимфоме) повышение цАМФ-фосфоди-эстеразной активности может быть одним из ранних проявлений малигнизации нервных клеток. Это позволяет сделать вывод, что в некоторых типах клеток регуляторный ген цАМФ-фосфодиэстеразы может быть более чувствительным к мутационным изменениям, ведущим к трансформации и далее к малигнизации. [c.241]

Капсидный белок УР1 экспонирован на поверхности вириона, т. е. области, которая, как считают для других вирусов, детерминирует тканевое сродство [13, 28]. Вероятно, УР1 участвует в адсорбции вируса на клетке в культуре ткани, так как антитела к этому белку эффективно нейтрализуют инфекционность 1п у11го [24]. Адсорбция вакцинного вируса в тканях, не относящихся к нервной системе, по-видимому, не повреждена, так как в кишечнике вирус размножается до высоких титров и в течение длительного периода. Это наводит на мысль, что при изменении УР1 вакцинного штамма нарушается главным образом адсорбция на клетках органа-мишени, а именно ЦНС. [c.164]

Смотреть страницы где упоминается термин Культура нервных клеток: [c.94] [c.142] [c.203] [c.178] [c.324] [c.362] [c.351] [c.228] [c.203] [c.204] [c.178] [c.324] [c.351] [c.11] [c.223] [c.329] [c.437] [c.11] [c.223] [c.125] [c.159] [c.207] [c.10]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология