Кіріспе

Гаптотаксис (грекше ἅπτω (hapto, "тиісу, бекіту") және τάξις (taxis, "реттелу, тәртіп")) – жасушалардың бағытталған қозғалысы немесе өсуі, мысалы, аксональды өсу кезінде, әдетте жасушалық жабысу орындарының градиенті бойымен немесе субстратқа байланысқан хемоаттрактанттарға (хемоаттрактанттың градиенті бетте білінеді немесе байланысады, бұл классикалық хемотаксис моделінен өзгеше, онда градиент ерігіш сұйықтықта қалыптасады.). Мұндай градиенттер организмнің жасушадан тыс матрицасында (ECM) табиғи түрде, мысалы, ангиогенез процесінде кездеседі, немесе полимерлік субстратта жабысу орындарының концентрациясын өзгерту арқылы жасалатын биоматериалдарда жасанды түрде құрылуы мүмкін.

Клиникалық мәні

Гаптотаксис жаралардың тиімді жазылуында маңызды рөл атқарады. Мысалы, мүйіз қабығының толықтығы бұзылғанда, эпителий жасушалары зақымдалған аймақты пролиферация және қозғалыс (гаптотаксис) арқылы жылдам жабады. Мүйіз қабығы стромасында жараланған аймақтағы кератоциттер апоптозға ұшырайды, нәтижесінде стромада жаңадан толтырылуы керек жасушалар болмайды. Жараланған аймақты қоршап тұрған кератоциттер көбейіп, фибробластарға айналады және жараны толтыру үшін қозғалады. Бұл миофибробластар мен жасушадан тыс матрицаның қатысуымен денсаулықты ортаны құрайды. Бұл құбылыс жарық шағылысуы немесе субепителиалды тұман деп аталады.

Зерттеу әдістері

Жоғарыда көрсетілгендей, гаптотаксис – субстратқа байланысқан молекулалардың градиенті бойынша жасушалардың қозғалуы. Гаптотаксисті зерттеу үшін in vitro жағдайында осы градиентті құру үшін көптеген әртүрлі процедуралар бар. Екі негізгі санатқа үздіксіз және цифрлық түрлері жатады. Екі түрін де жасау салыстырмалы түрде оңай, бірақ цифрлық градиенттер концентрацияны есептеуде дәлдік береді. Жалпы алғанда, қазіргі қолданылып жүрген әдістерді in vivo ортасын жақсырақ бейнелеу үшін жетілдіруге болады, себебі in vitro градиенттердің шешілуі in vivo градиенттердей өткір емес. Сонымен қатар, биологиялық градиенттер геометрияны өзгерте алады, ал қазіргі in vitro модельдер мұны имитациялай алмайды. Қан сарысуының таралу факторының болуы кейбір қатерлі жасуша түрлерінде субстрат молекулаларының градиенті бойынша бағытталған қозғалысқа әсер ететіні көрсетілген. Осымен қатар, ісік жасушаларының гаптотаксисі үшін маңызды компонент – MenaINV, ол актиннің реттелуін қамтамасыз ететін ақуыз және ісік жасушаларында жоғары деңгейде экспрессияланады. Бұл актиннің реттелуін қамтамасыз ететін ақуыз фибронектин рецепторларымен байланысып, ісік жасушаларының гаптотаксикалық және хемотаксикалық процестеріне көмектеседі.

Патология

Гаптотаксис жасушалардың қозғалысы немесе жиналуы симптомдарға себеп болатын бірнеше ауруларда маңызды рөл атқарады. Бұрын айтылғандай, метастаздық қатерлі ісіктер организмде таралу үшін гаптотаксис жасау қабілетіне ие. Бұл қабілет тек ісік жасушаларына ғана тән емес. Идиопатиялық өкпе фиброзы (ИӨФ) – өкпе мезотелий жасушаларында фиброз дамуымен сипатталатын ауру. TGF β1 – ИӨФ-ке шалдыққан науқастардың өкпесінде жоғары концентрацияда табылатын цитокин, ол плевралық мезотелий жасушаларының гаптотаксисін тудырады. Сонымен қатар, TGF β1 мезотелий жасушаларының миофибробластарға айналуына себеп болады, бұл ИӨФ симптомдарын күшейтеді. Нәтижесінде өкпеде миофибробластар жинақталып, мезотелий жасушаларының фиброзына алып келеді. Нефрит кезінде VCAM 1 нефрон түтікшелерінде жоғары деңгейде өрнектеледі, бұл VCAM 1 құратын градиент арқылы лейкоциттердің қозғалуын күшейтеді. Басқа лейкоциттер де гаптотаксистік қозғалыс көрсетеді: нейтрофилдер IL 8-ге байланысты көші-қонға ұшырайды, ал моноциттер, базафилдер, эозинофилдер және кейбір T-жасушалары RANTES химиокиндерінің әсеріне түседі. Аутоиммундық ревматоидты артрит және остеоартритте нейтрофильдердің ісінуі мен зардап шеккен жерге қозғалуы мембранаға байланысқан мидкин цитокинімен байланысты екені анықталды. Бұл цитокин гаптотаксистік механизм арқылы әрекет етеді, жергілікті нейтрофильдерді өрнектелу орнына тартады.

Тіндердің дамуы

Гаптотаксис жасушаларды тіндерді және олардың белгілі бір аймақтарын қалыптастыру үшін ұйымдастыруда маңызды рөл атқарады. Фибронектин мен ламининнің екеуі де бүйрек үсті безінде адреноциттердің ерекше таралуына мутациялануында рөл атқарады. Адреноциттер жетілгенде бүйрек үсті безінің миына қарай центрипеттік қозғалыс жасайды, және бұл қозғалыс фибронектин мен ламинин арқылы жүзеге асырылатын гаптотаксикалық күштердің нәтижесі болуы мүмкін. Бұл ақпаратты жүйке зақымдалған пациенттерде жүйке регенерациясын ынталандыру әдістерін әзірлеу үшін қолдануға болады. Тағы бір регенерациялық стратегия – жараның жазылу процесінде әртүрлі буынтық тіндерге дифференциалданатын мезенхималық дің жасушаларын пайдалану. Гаптотаксис фибронектин, витронектин және I типті коллаген арқылы жүзеге асырылады. Соңғы зерттеуде мембраналық протеин градиенттерін сезуге жауапты жасушалардағы құрылымдардың әлсіреген филоподиялар екені болжамдалды. Сонымен қатар, миграциялық жасушаның алдыңғы жиегінде филоподияның саны неғұрлым көп болса, жасуша гаптотаксикалық градиентке соғұрлым сезімтал болады. Бұл маңызды, себебі филоподияны көрсететін барлық қозғалмалы жасушалар гаптотаксикалық градиенттерге жауап беруі мүмкін. Бұл тақырыпта қосымша зерттеулер қажет, бірақ бастапқыда ойлағаннан гөрі көптеген жасуша түрлері гаптотаксиске ұшырайтыны анық.

Емдеудегі қолданысы

Гаптотаксикалық молекулаларды орналастыру, емдеу процесін тікелей немесе жасушалық өнімдері арқылы жеделдету үшін, қажетті жерге көбірек жасушалардың қозғалуын қамтамасыз ету қажеттілік туғанда ең тиімді болады. Гаптотаксикалық пептидтерді енгізу қант диабеті, гемофилия А және В кемшіліктері, Паркинсон ауруы сияқты бірнеше ауруларды емдеуге көмектесе алады. Гаптотаксикалық молекулалар, қажетті жасушалық өнімдерді өндіруге қабілетті басқа биоинженерленген жасушаларды емдеу қажетті дене аймағына бағыттап, емдеуде маңызды рөл атқарады. Бұл тәсіл жараның жазылуында да қолданылуы мүмкін, онда фибробластар мен кератиноциттердің санының артуы жараның грануляциялық тінінің қалыптасуына көмектеседі, соның салдарынан емделу уақыты қысқарады. Бұл процесте гаптотаксис жүрмесе де, гаптотаксис туралы білімді пайдаланудың мүмкіндіктерінің кеңдігін көрсетеді.