Эпителий, который нас защищает

Убывание в ряду приматов мышечной массы верхних конечностей (диаграмма слева) и увеличение массы жира (диаграмма справа). Иллюстрация Physorg

ВИЧ опасен тем, что приводит к слиянию иммунных клеток, образующих губительный для них единый синцитий (syn-cytium). Такой же синцитий представляют собой нормальные мышцы, сохраняющие лишь отдельные стволовые клетки-сателлиты, которые включаются при мышечных травмах.

Синцитий подразумевает множество ядер в единой клеточной оболочке. Но вот у инфузории-туфельки, изучаемой в школе, ядра сливаются в единый гигантский комплекс из тысячи геномов – макронуклеус. Дрозофила пошла иным путем, соединив в клетках слюнных желез вместе не ядра, а их хромосомы.

Приведенные примеры свидетельствуют о «многоумности» природы в плане организации геномов.

Одним из производных эволюции стал наш вид – Homo sapience. Путь от предков хорошо прослежен благодаря многочисленным костным остаткам, найденным за более чем век, прошедший с рождения антропологии. Однако Адриена Зильман и Дебра Болтер из Калифорнийского университета не вполне удовлетворены подобным классическим подходом. Много лет они собирали сравнительный анатомический материал, представив миру в журнале «Труды АН США» (PNAS) анализ распределения мышечной массы и жировой ткани у 13 шимпанзе бонобо. Эти обезьянки считаются нашими ближайшими родственниками среди приматов. Сравнение показало, что с развитием прямохождения у наших предков мышечная масса «стекла» в ноги и «наросла» жировая ткань, запасы которой необходимы для вскармливания потомства молоком с высоким содержанием жира.

Подобная динамика мягких тканей привела у современных людей к необходимости применять статины – лекарства для понижения уровня холестерина в крови. На встрече американских онкологов, проходившей в Чикаго, были доложены результаты другого сравнительного исследования, продолжавшегося 15 лет и охватившего полторы сотни тысяч женщин 50–79 лет (за это время умерли от рака 3100 участниц). К удивлению врачей, прием статинов на 20% снизил смертность от рака яичников и груди, а также кишечника, не затронув когорту с раком легких.

Известно, что онкозаболевания представляют собой опухоли эпителия, одноклеточный слой которого выстилает кишечник, легкие и т.д. Неудивительно, что эпителиальные клетки надежно защищены от перерождения. И это «противоречит» общебиологической тенденции перехода от одно- к многоклеточности.

Специалисты берлинского Института передовых исследований полагают, что защите многоклеточных организмов способствуют гены раковой супрессии – например, знаменитый ген р53, «пропускающий» клетки в деление лишь при соблюдении многих условий. При ультрафиолетовом ударе по клеткам кожи он вызывает их апоптоз (запрограммированную смерть) и в целом блокирует стволовое состояние, направляя клетки по пути специализации.

Не остается в стороне и транспорт различных веществ как внутри, так и из клетки, для которого необходимо поддержание целостности клеточного скелета из белковых молекул и волокон. Они в норме сдерживают отрыв и выселение клеток, что может приводить к метастазированию. Об этом сообщает журнал Philosophical Transactions of Royal Society.

Неудивительно поэтому, что специалисты по клеточной физиологии используют эпителиальные клетки в качестве стандарта стабильности и поддержания хромосомного числа (плоидности). В норме у нас в ядрах клеток содержится 46 хромосом (эуплоидия). Однако при выдерживании эпителиальных клеток в 50-процентном растворе полиэтиленгликоля (PEG) происходит слияние клеточных оболочек, и пятая часть слившихся дает клоны, то есть размножаются делением. Интересно, что воспроизводятся при этом и хромосомы, однако число хромосом не равно 46 или 92. То есть возникает ан-эуплоидия, хорошо знакомая онкологам.

Нестабильность хромосомного числа отражается и на внешнем виде клеток, которые отличаются от нормальных. После подсадки таких клеток мышам у 61% подопытных животных в течение 12 недель возникли опухоли, которые не росли из родительских клеток с нормальным набором хромосом. Сообщение об этой работе публикует журнал American J. Pathology. Остается надеяться, что сливающиеся клетки эпителия станут еще одной моделью ракового роста.