Войти
Слияние клеток - важный клеточный процесс, в котором несколько неядерных клеток (клетки с одним ядром ) объединяются, образуя многоядерную клетку, известную как синцитий. Слияние клеток происходит во время дифференцировки мышечных, костных и клеток трофобласта, во время эмбриогенеза и во время морфогенеза. Слияние клеток является необходимым этапом созревания клеток, чтобы они сохраняли свои специфические функции на протяжении роста.
В 1847 году Теодор Шванн расширил теорию о том, что все живые организмы состоят из клеток, когда он добавил к ней, что дискретные клетки являются основой жизни. Шванн заметил, что в некоторых клетках стенки и полости клеток сливаются вместе. Именно это наблюдение дало первый намек на слияние клеток. Только в 1960 году клеточные биологи впервые сознательно слили клетки. Чтобы слить клетки, биологи объединили изолированные мышиные клетки с тканями того же типа и индуцировали слияние их внешней мембраны с помощью вируса Сендай (респираторный вирус у мышей). Каждая из слитых гибридных клеток содержала одно ядро с хромосомами от обоих партнеров по слиянию. Синкарион стало названием этого типа клеток, совмещенных с ядром. В конце 1960-х биологи успешно слили клетки разных типов и видов. Гибридные продукты этих слияний, гетерокарион, были гибридами, которые сохраняли два или более отдельных ядра. Эту работу возглавляли Генри Харрис из Оксфордского университета и Нильс Рингертц из Каролинского института Швеции. Эти двое мужчин несут ответственность за возрождение интереса к слиянию клеток. Гибридные клетки интересовали биологов в том, как разные виды цитоплазмы влияют на разные типы ядер. Работа, проведенная Генри и Нильсом, показала, что белки из одного слияния генов влияют на экспрессию генов в ядре другого партнера, и наоборот. Эти гибридные клетки, которые были созданы, считались вынужденными исключениями из нормальной клеточной целостности, и только в 2002 году возможность слияния клеток между клетками разных типов могла иметь реальную функцию у млекопитающих.
aКлетки одной линии сливаются, образуя клетку с несколькими ядрами, известную как синцитий. Слитая клетка может иметь измененный фенотип и новые функции, такие как формирование барьера.. bКлетки разных линий сливаются, образуя клетку с множеством ядер, известную как гетерокарион. Слитые клетки могли подвергнуться реверсии фенотипа или проявить трансдифференцировку.. cКлетки разных линий или одной линии сливаются с образованием клетки с одним ядром, известной как синкарион. Новые функции слитой клетки могут включать реверсирование фенотипа, трансдифференцировку и пролиферацию. Если происходит слияние ядер, слитое ядро изначально содержит полное хромосомное содержимое обоих партнеров слияния (4N), но в конечном итоге хромосомы теряются и / или повторно сортируются (см. Стрелки). Если ядерного слияния не происходит, гетерокарион (или синцитий) может стать синкарионом, отделяя целое ядро. Возможны два разных типа слияния клеток. Эти два типа включают слияние гомотипических и гетеротипических клеток.
Слияние гомотипических клеток происходит между клетками одного типа. Примером этого могут быть остеокласты или миофибриллы, сливающиеся вместе с клетками соответствующего типа. Когда два ядра сливаются, образуется синкарион. Слияние клеток обычно происходит с ядерным слиянием, но в отсутствие ядерного слияния клетка будет описана как бинуклеарная гетерокарион. Гетерокарион - это слияние двух или более клеток в одну, которое может воспроизводиться в течение нескольких поколений. Если две клетки одного типа сливаются, но их ядра не сливаются, то полученная клетка называется синцитием.
Гетеротипическое слияние клеток происходит между клетками разных типов, что делает его полной противоположностью гомотипической клетки слияние. Результатом этого слияния также является синкарион, полученный путем слияния ядер и бинуклеарного гетерокариона в отсутствие ядерного слияния. Примером этого может быть соединение производных клеток костного мозга (BMDC) с паренхиматозными органами.
Есть четыре метода, которые клеточные биологи и биофизики используют для слияния клеток. Эти четыре способа включают электрическое слияние клеток, слияние клеток полиэтиленгликоля и слияние клеток, индуцированное вирусом Сендай, и недавно разработанный метод, называемый оптически контролируемой термоплазмоникой.
BTX ECM 2001 Электросварные генераторы для слияния клеток, производимые BTX Harvard Apparatus, Холлистон, Массачусетс, США. Электрическое слияние клеток - важный шаг в некоторых из самых инновационных методов современной биологии. Этот метод начинается, когда две клетки приводят в контакт посредством диэлектрофореза. В диэлектрофорезе используется высокочастотный переменный ток, в отличие от электрофореза, при котором применяется постоянный ток. Как только ячейки собраны вместе, подается импульсное напряжение. Импульсное напряжение заставляет клеточную мембрану проникать и последующее объединение мембран и клеток затем сливается. После этого на короткое время подается переменное напряжение для стабилизации процесса. В результате цитоплазма смешалась вместе, и клеточная мембрана полностью слилась. Все, что остается разделенным, это ядра, которые позже сливаются внутри клетки, в результате чего получается гетерокарион клетка.
Полиэтиленгликоль слияние клеток это самый простой, но самый токсичный способ слияния клеток. В этом типе слияния клеток полиэтиленгликоль, ПЭГ, действует как дегидратирующий агент и сливает не только плазматические мембраны, но также внутриклеточные мембраны. Это приводит к слиянию клеток, поскольку ПЭГ индуцирует агглютинацию клеток и межклеточный контакт. Хотя этот тип слияния клеток является наиболее широко используемым, он все же имеет недостатки. Часто ПЭГ может вызывать неконтролируемое слияние нескольких клеток, что приводит к появлению гигантских поликарионов. Кроме того, стандартное слияние клеток с ПЭГ плохо воспроизводимо, и разные типы клеток обладают различной чувствительностью к слиянию. Этот тип слияния клеток широко используется для получения гибридов соматических клеток и для переноса ядра при клонировании млекопитающих.
Слияние клеток, индуцированное вирусом Сендай, происходит в четырех различных температурных ступенях. На первом этапе, который длится не более 10 минут, происходит адсорбция вируса, и адсорбированный вирус может подавляться вирусными антителами. Второй этап, который длится 20 минут, зависит от pH, и добавление вирусной антисыворотки все еще может ингибировать окончательное слияние. На третьей стадии, резистентной к антителам, компоненты вирусной оболочки остаются обнаруживаемыми на поверхности клеток. На четвертом этапе слияние клеток становится очевидным, и НА нейраминидаза и фактор слияния начинают исчезать. Первая и вторая стадии - единственные две, которые зависят от pH.
индуцированное слияние клеток Термоплазмоника основана на лазере в ближнем инфракрасном диапазоне (NIR) и плазмонной наночастице. Лазер, который обычно действует как оптическая ловушка, используется для нагрева наноскопической плазмонной частицы до очень высоких и чрезвычайно локально повышенных температур. Оптический захват такого нанонагревателя на границе раздела между двумя мембранными везикулами или двумя клетками приводит к немедленному слиянию двух мембран, что подтверждается как содержанием, так и смешиванием липидов. Преимущества включают полную гибкость того, какие клетки для слияния и слияния могут выполняться в любых буферных условиях, в отличие от гальванопластики, на которую влияет соль.
Необходимы альтернативные формы восстановления функции органов и замены поврежденных клеток, поскольку донорские органы и ткани для трансплантации настолько редки. Именно из-за дефицита биологи начали рассматривать возможность терапевтического слияния клеток. Биологи обсуждают последствия наблюдения, что слияние клеток может происходить с восстановительными эффектами после повреждения ткани или трансплантации клеток. Хотя об использовании слияния клеток для этого говорят и работают, все еще остается много проблем, с которыми сталкиваются те, кто желает реализовать слияние клеток в качестве терапевтического инструмента. Эти задачи включают выбор лучших клеток для использования для репаративного слияния, определение наилучшего способа введения выбранных клеток в желаемую ткань, открытие методов увеличения частоты слияния клеток и обеспечение правильного функционирования полученных продуктов слияния. Если эти проблемы удастся преодолеть, слияние клеток может иметь терапевтический потенциал.
Плазмогамия - это этап полового цикла грибов, на котором две клетки сливаются вместе разделять общую цитоплазму при объединении гаплоидных ядер от обоих партнеров в одной и той же клетке.
Слияние клеток (плазмогамия или сингамия) является стадией полового цикла Amoebozoa.
В Escherichia coli спонтанный зигогенез () включает слияние клеток и, по-видимому, является формой истинной сексуальности у прокариот. Бактерии, которые осуществляют Z-спаривание, называются Szp.
