Свойства первичного организатора

Далее получение дифференцированной структуры в развитии связывали с двумя источниками — с организатором и с реагиру­ющей тканью. В многочисленных опытах с пересадками организа­тора (гомо-, гетеро- и ксенопластических) даже чужой организа­тор вызывай видоспецифический морфогенетический ответ ре­ципиента.

Первичный организатор был открыт на хвостатых амфибиях. Вскоре гомологичные ему структуры были найдены у всех позво­ночных и низших хордовых. Правда, у низших хордовых предва­рительная разметка «в карандаше» выражена сильнее. Все события Морфогенеза в самой дорзальной губе бластопора и вокруг нее в конце концов сконцентрировали внимание исследователей на развитии центральной нервной системы как самом заметном и сложном процессе зависимого развития. Индукция нервной пластинки подлежащей хордо-мезодермой предполагает анализ природы воздействий, оказываемых индуктором на реагирующую эктодерму. Сам активный участок — индуктор, будучи самодостаточным, в Развитии, является организатором развития в целом. При этом Шпеман говорил, что термин «организатор» не просто метаф₀п_а и что процесс организации следует относить к тем процессам которые невозможно понять, несмотря на знание тонкостей работающих в нем механизмов. Тем не менее это мнение творца теории не остановило попыток и его современников, и последующих поколений исследователей изучать физико-химическую природу факторов индукции.

Первым был поставлен и решен вопрос о том, обязательно ли индуктор центральной нервной системы должен быть живым? Оказалось, что организатор - дорзальная губа бластопора, будучи убит кипячением, замораживанием, спиртом и т. п., при пере­садке в раннюю гаструлу вызывал образование дополнительной нервной пластинки. Таким образом, жизненная активность ин­дуктора не обязательна для индукции.

Далее решался вопрос о том, необходим ли прямой контакт между индуктором (крышей первичной кишки) и реагирующей эктодермой ранней гаструлы. В условиях in vivo этот контакт пре­дотвратить трудно. Поэтому в опытах in vitro между крышей пер­вичной кишки и эктодермой гаструлы ставили 20-микронный миллипоровый фильтр с диаметром пор 0,8 мк, через которые могли проникать очень большие молекулы, включая молекулы белка (L.Saxen, 1961). В этих условиях презумптивная эктодерма реагировала образованием нейральных структур.

Из сказанного следует, что индукция опосредуется действием некоторых химических соединений. Сложность их идентификации связана с исчезающе малым и поэтому недостаточным для хими­ческого анализа количеством вещества индуктора. Ее пытались преодолеть как путем подбора химических индукторов известной природы, так и поиском иных, нежели архентерон, факторов воздействия (иные ткани). Первоначально нашли, что сама начав­шая дифференцироваться нервная пластинка может стать факто­ром собственной индукции (Н. Mangold, G.Spemann, 1927). Нейроиндуктивными свойствами обладали и производные дифференцировки нервной пластинки — кусочки головного мозга. Затем было показано, что и хорда, и осевая мезодерма еще длительное время после того, как индукция нервной пластинки произошла, сохраняют индукционную способность. В этих обстоятельствах все перечисленные индукторы могли быть названы атипичными. Да­лее оказалось, что эффективны ткани печени, почки, мыши» кишки, кожи и многие другие так называемые гетерогенные ин­дукторы (J. Holtfreter, 1934). Пересаженные в бластоцель амфибий ксенотрансплантаты (ткани гидры, насекомых, рыб, рептилий, птиц, млекопитающих) действовали как индукторы. Из этих опы­тов следовало, что либо индуцирующее вещество широко распространено, либо что индуктором могут выступать самые вещества. Было замечено, что если нормальный индуктор сохраняет индукцию, будучи убитым, то к этому способны и многие атипичные индукторы и, более того, некоторые из них именно тогда и приобретают свойства индуктора.

Попытки изолировать активное начало из индуцирующих тка­ней предприняли С.Уоддингтон и Дж.Нидхэм (С. H.Waddington, О М-Needham et al, 1934), которые использовали для этого эфирные экстракты из тканей эмбрионов амфибий и печени человека _и установили их способность к индукции нервной пластинки. Даль­нейшая очистка показала, что это вещества стероидной группы. Затем, взяв различные чистые стероиды, эмульгировав их яич­ным альбумином и коагулировав его, кусочки коагулята подса­живали в бластоцель ранних гаструл и наблюдали слабый индук­ционный эффект нервной пластинки. Авторы решили, что индук-_Т0р __ стероид. Однако вскоре было показано, что активным ока­зался и водный экстракт, выделенный после длительного кипяче­ния мышц (W.Wehmrier, 1934). Выяснилось, что нейрализующее воздействие на презумптивную эктодерму оказывают слабые орга­нические кислоты, выдерживание эксплантата презумптивной эктодермы в слабом растворе метиленового голубого (С. Н. Wadding-ton, D.M.Needham, J.Brachet, 1936). Нейрализацию вызывает ко­роткая экспозиция презумптивной эктодермы в солевом растворе с рН ниже 5 или выше 9,2 (J. Holtfretter, 1947). Индукция нервной системы может, наконец, стать следствием цитолиза части кле­ток самой эктодермы. Очевидно, что во всех этих случаях меха­низм контроля направленной дифференцировки отличается от механизма действия индуктора в норме, так как там нет заметных изменений рН и не наблюдается цитолиз клеток эктодермы.

Однако случаи самоиндукции, при которой частично повреж­денные ткани индуцируют гомологичные себе образования, сви­детельствуют также о выходе из клеток активных веществ, вызы­вающих индукцию (M.C.Niu, V.C.Twitty, 1953; M.C.Niu, 1956). Их малые количества затрудняют идентификацию. Путем длитель­ного культивирования тканей изучаемого индуктора в солевом ра­створе получали среду, обогащенную выделяемыми им веществами. После этого в висячую каплю такой среды помещали презум­птивную эктодерму. В такой обогащенной выделениями индуктора среде презумптивная эктодерма претерпевала нейральную дифференцировку в отсутствие самого индуктора. Однако и в обогащенной среде веществ для химической идентификации индуктора также не хватало, но в ней выявлялись следы РНК и белки. Обработка среды рибонуклеазой не влияла на эффект индукции, а обработка трипсином снимала его. Таким образом, было показано что вещество, вызывающее индукцию, имеет белковую природу (M.C.Niu, 1956).

Химическую природу индукторов изучали Т.Ямада и К.Таката Японии (T.Yamada, K.Takata, 1961) и Тидеман в Германии (H.Tiedemann, 1962). В их работах была подтверждена белковая природа индукторов и выявлена его дозовая активность (0,0001-0,002 мг). Белковые факторы индукции различно реагируют на тепловую обработку: при кипячении сначала исчезают нейрализующие свойства, а затем мезодермализующие. Это позволяет го­ворить о двух началах индукции — нейрализующем и мезодермализующем (Н.Н.Чжуан, 1940; С.Тойвонен, 1940). Возникновение всего многообразия дифференцировок в онтогенезе объяснялось ответом тканей-реагентов на градиент нейрализующих и мезодермализующих веществ и на их совместное действие в зоне пере­крытия. Мезодермализующий фактор не действует в самой пере­дней части зародыша, там, где дифференцируется прехордальная пластинка, и усиливается в краниокаудалъном направлении. Нейрализующее начало равномерно распределено в краниокаудальном направлении и уменьшается в латерально-вентральном на­правлении, создавая градиент. Сочетание градиентов дает все раз­нообразие дифференцировок. Л.Саксен и С.Тойвонен, сочетая и комбинируя нейрализующий (печень) и мезодермализующий индуктор (клетки HeLa), получили все многообразие региональ­ных ответов на действие индукторов (Л. Саксен, С. Тойвонен, 1955, 1961).

Дата добавления: 2014-01-15