معلومة

9.3: الاستجابة للإشارة الخلوية - علم الأحياء

9.3: الاستجابة للإشارة الخلوية - علم الأحياء



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

9.3: الاستجابة للإشارة الخلوية

9.3: الاستجابة للإشارة الخلوية - علم الأحياء

البرنامج التعليمي لمساعدتك في الإجابة على السؤال

يربط مستقبل البروتين الهرمون خارج غشاء الخلية وينشط بروتين كيناز داخل الخلية. هل المستقبل هو بروتين غشائي محيطي أم مكمل؟

أ.

المستقبلات الغشائية محيطية أو مرتبطة بسطح الطبقة الثنائية. يؤدي الارتباط بهرمون إلى إطلاق إشارة دهنية تنشط كينازات البروتين.

ب.

المستقبلات الغشائية المرتبطة بالإشارات عبارة عن بروتينات غشائية متكاملة يمكنها نقل الإشارات عبر طبقة ثنائية الدهون.


الإشارات الكيميائية

هناك نوعان من الاتصالات في عالم الخلايا الحية. الاتصال بين الخلايا يسمى الإشارات بين الخلايا ، والاتصال داخل الخلية يسمى الإشارات داخل الخلايا. طريقة سهلة لتذكر التمييز من خلال فهم الأصل اللاتيني للبادئات: inter- mean & ldquobetween & rdquo (على سبيل المثال ، الخطوط المتقاطعة هي تلك التي تتقاطع مع بعضها البعض) و intra- mean & ldquoinside & rdquo (مثل الوريد).

يتم إطلاق الإشارات الكيميائية من خلال إشارات الخلايا في شكل جزيئات صغيرة متطايرة أو قابلة للذوبان تسمى الروابط. الترابط هو جزيء يربط جزيءًا محددًا آخر ، في بعض الحالات ، يقدم إشارة في العملية. وبالتالي يمكن اعتبار الترابطات على أنها جزيئات إشارات. تتفاعل الروابط مع البروتينات في الخلايا المستهدفة ، وهي خلايا تتأثر بالإشارات الكيميائية وتسمى هذه البروتينات أيضًا بالمستقبلات. توجد الروابط والمستقبلات في العديد من الأصناف ، ومع ذلك ، سيكون لرابط معين مستقبل محدد يرتبط عادةً فقط بهذا الترابط.

أشكال التشوير

توجد أربع فئات من الإشارات الكيميائية الموجودة في الكائنات متعددة الخلايا: إشارات paracrine ، وإشارات الغدد الصماء ، وإشارات autocrine ، والإشارات المباشرة عبر تقاطعات الفجوة (الشكل 9.2). يتمثل الاختلاف الرئيسي بين الفئات المختلفة للإشارة في المسافة التي تقطعها الإشارة عبر الكائن الحي للوصول إلى الخلية المستهدفة. لا تتأثر جميع الخلايا بنفس الإشارات.

الشكل 9.2. أشكال الإشارات الكيميائية: أوتوكرين ، تقاطعات فجوة ، باراكرين ، وغدد صماء.

في الإشارات الكيميائية ، قد تستهدف الخلية نفسها (إشارات أوتوكرين) ، خلية متصلة بواسطة تقاطعات فجوة ، خلية قريبة (إشارات paracrine) ، أو خلية بعيدة (إشارات الغدد الصماء). تعمل إشارات Paracrine على الخلايا المجاورة ، وتستخدم إشارات الغدد الصماء نظام الدورة الدموية لنقل الروابط ، وتعمل إشارات الأوتوكرين على خلية الإشارة. يتضمن التشوير عبر تقاطعات الفجوة إرسال جزيئات الإشارات التي تتحرك مباشرة بين الخلايا المجاورة.

إشارات Paracrine

تسمى الإشارات التي تعمل محليًا بين الخلايا القريبة من بعضها بإشارات paracrine. تتحرك إشارات Paracrine عن طريق الانتشار عبر المصفوفة خارج الخلية. عادةً ما تثير هذه الأنواع من الإشارات استجابات سريعة لا تدوم سوى فترة زمنية قصيرة. من أجل الحفاظ على الاستجابة موضعية ، عادة ما تتحلل جزيئات باراكرين يجند بسرعة بواسطة الإنزيمات أو إزالتها بواسطة الخلايا المجاورة. ستؤدي إزالة الإشارات إلى إعادة إنشاء تدرج التركيز للإشارة ، مما يسمح لها بالانتشار بسرعة عبر الفضاء داخل الخلايا إذا تم إطلاقها مرة أخرى.

أحد الأمثلة على إشارات paracrine هو نقل الإشارات عبر المشابك بين الخلايا العصبية. تتكون الخلية العصبية من جسم الخلية ، وعدة امتدادات قصيرة ومتفرعة تسمى التشعبات التي تستقبل المنبهات ، وامتداد طويل يسمى المحور العصبي ، والذي ينقل الإشارات إلى الخلايا العصبية أو الخلايا العضلية الأخرى. يُطلق على التقاطع بين الخلايا العصبية حيث يحدث إرسال الإشارات اسم المشبك. الإشارة المتشابكة هي إشارة كيميائية تنتقل بين الخلايا العصبية. تنتشر الإشارات داخل الخلايا العصبية بواسطة نبضات كهربائية سريعة الحركة. عندما تصل هذه النبضات إلى نهاية المحور العصبي ، تستمر الإشارة إلى تغصن الخلية التالية عن طريق إطلاق روابط كيميائية تسمى الناقلات العصبية بواسطة الخلية قبل المشبكية (الخلية التي تصدر الإشارة). يتم نقل الناقلات العصبية عبر مسافات صغيرة جدًا بين الخلايا العصبية ، والتي تسمى المشابك الكيميائية (الشكل 9.3). المسافة الصغيرة بين الخلايا العصبية تسمح للإشارة بالانتقال بسرعة مما يتيح استجابة فورية ، مثل ارفع يدك عن الموقد!

عندما يربط الناقل العصبي المستقبل على سطح الخلية ما بعد المشبكي ، يتغير الجهد الكهروكيميائي للخلية المستهدفة ، ويتم إطلاق الدافع الكهربائي التالي. تتحلل النواقل العصبية التي يتم إطلاقها في المشبك الكيميائي بسرعة أو يتم امتصاصها من قبل الخلية قبل المشبكية بحيث يمكن للخلية العصبية المتلقية التعافي بسرعة والاستعداد للاستجابة بسرعة للإشارة المشبكية التالية.

الشكل 9.3. المشبك يظهر إطلاق الناقل العصبي.

المسافة بين الخلية قبل المشبكي وخلية ما بعد المشبك و [مدش] تسمى الفجوة المشبكية و [مدش] صغيرة جدًا وتسمح بالانتشار السريع للناقل العصبي. تعمل الإنزيمات الموجودة في الشق المشبكي على تحطيم بعض أنواع الناقلات العصبية لإنهاء الإشارة.

إشارات الغدد الصماء

تسمى الإشارات من الخلايا البعيدة إشارات الغدد الصماء ، وتنشأ من خلايا الغدد الصماء. (في الجسم ، توجد العديد من خلايا الغدد الصماء في الغدد الصماء ، مثل الغدة الدرقية ، وما تحت المهاد ، والغدة النخامية.) عادةً ما تنتج هذه الأنواع من الإشارات استجابة أبطأ ولكن لها تأثير طويل الأمد. تسمى الروابط التي يتم إطلاقها في إشارات الغدد الصماء بالهرمونات ، والتي تشير إلى الجزيئات التي يتم إنتاجها في جزء واحد من الجسم ولكنها تؤثر على مناطق الجسم الأخرى على بعد مسافة ما.

تنتقل الهرمونات لمسافات كبيرة بين خلايا الغدد الصماء وخلاياها المستهدفة عبر مجرى الدم ، وهي طريقة بطيئة نسبيًا للتنقل في جميع أنحاء الجسم. بسبب شكل نقلها ، يتم تخفيف الهرمونات وتوجد بتركيزات منخفضة عندما تعمل على الخلايا المستهدفة. هذا يختلف عن إشارات paracrine ، حيث يمكن أن تكون التركيزات المحلية من الروابط عالية جدًا.

إشارات الاستبداد

يتم إنتاج إشارات الأوتوكرين عن طريق إشارات الخلايا التي يمكنها أيضًا الارتباط بالرابط الذي يتم إطلاقه. هذا يعني أن خلية الإشارة والخلية المستهدفة يمكن أن تكون متطابقة أو خلية متشابهة (البادئة تلقاءي- تعني الذات ، تذكير بأن خلية الإشارة ترسل إشارة إلى نفسها). غالبًا ما يحدث هذا النوع من الإشارات أثناء التطور المبكر للكائن الحي للتأكد من أن الخلايا تتطور إلى الأنسجة الصحيحة وتؤدي الوظيفة المناسبة. كما تنظم إشارات الأوتوكرين الإحساس بالألم والاستجابات الالتهابية. علاوة على ذلك ، إذا كانت الخلية مصابة بفيروس ، يمكن للخلية أن ترسل إشارات لنفسها للخضوع لموت الخلية المبرمج ، مما يؤدي إلى قتل الفيروس في هذه العملية. في بعض الحالات ، تتأثر الخلايا المجاورة من نفس النوع أيضًا بالرابط المحرر. في التطور الجنيني ، قد تساعد عملية تحفيز مجموعة من الخلايا المجاورة على توجيه تمايز الخلايا المتطابقة إلى نفس نوع الخلية ، وبالتالي ضمان النتيجة التنموية المناسبة.

تشوير مباشر عبر تقاطعات الفجوة

تقاطعات الفجوات في الحيوانات و plasmodesmata في النباتات هي وصلات بين أغشية البلازما للخلايا المجاورة. تسمح هذه القنوات المليئة بالمياه لجزيئات الإشارات الصغيرة ، التي تسمى الوسطاء داخل الخلايا ، بالانتشار بين الخليتين. الجزيئات الصغيرة ، مثل أيونات الكالسيوم (Ca2 +) ، قادرة على التحرك بين الخلايا ، لكن الجزيئات الكبيرة مثل البروتينات والحمض النووي لا يمكن أن تتناسب مع القنوات. تضمن خصوصية القنوات أن تظل الخلايا مستقلة ولكن يمكنها نقل الإشارات بسرعة وسهولة. يعمل نقل جزيئات الإشارة على توصيل الحالة الحالية للخلية المجاورة مباشرة للخلية المستهدفة ، مما يسمح لمجموعة من الخلايا بتنسيق استجابتها للإشارة التي ربما تلقت إحداها فقط. في النباتات ، تنتشر plasmodesmata في كل مكان ، مما يجعل النبات بأكمله في شبكة اتصالات عملاقة.

أنواع المستقبلات

المستقبلات عبارة عن جزيئات بروتينية في الخلية المستهدفة أو على سطحها تربط الترابط. هناك نوعان من المستقبلات ، المستقبلات الداخلية ومستقبلات سطح الخلية.

المستقبلات الداخلية

توجد المستقبلات الداخلية ، والمعروفة أيضًا باسم المستقبلات داخل الخلايا أو السيتوبلازم ، في سيتوبلازم الخلية وتستجيب لجزيئات اللجند الكارهة للماء القادرة على السفر عبر غشاء البلازما. بمجرد دخول الخلية ، يرتبط العديد من هذه الجزيئات بالبروتينات التي تعمل كمنظمين لتخليق الرنا المرسال (النسخ) للتوسط في التعبير الجيني. التعبير الجيني هو العملية الخلوية لتحويل المعلومات الموجودة في الخلية و rsquos DNA إلى سلسلة من الأحماض الأمينية ، والتي تشكل في النهاية بروتينًا. عندما يرتبط الترابط بالمستقبل الداخلي ، يتم تشغيل تغيير توافقي يكشف موقع ارتباط الحمض النووي على البروتين. ينتقل مركب مستقبلات اللجند إلى النواة ، ثم يرتبط بمناطق تنظيمية محددة للحمض النووي الصبغي ويعزز بدء النسخ (الشكل 9.4). النسخ هو عملية نسخ المعلومات الموجودة في الحمض النووي للخلايا إلى شكل خاص من الحمض النووي الريبي يسمى messenger RNA (mRNA) تستخدم الخلية المعلومات الموجودة في mRNA (التي تنتقل إلى السيتوبلازم وترتبط بالريبوسومات) لربط الأحماض الأمينية المحددة في الترتيب الصحيح ، إنتاج البروتين. يمكن للمستقبلات الداخلية أن تؤثر بشكل مباشر على التعبير الجيني دون الحاجة إلى تمرير الإشارة إلى مستقبلات أو رسل أخرى.

الشكل 9.4. إشارات كارهة للماء.

تنتشر جزيئات الإشارات الكارهة للماء عادةً عبر غشاء البلازما وتتفاعل مع المستقبلات داخل الخلايا في السيتوبلازم. العديد من المستقبلات داخل الخلايا هي عوامل نسخ تتفاعل مع الحمض النووي في النواة وتنظم التعبير الجيني.

مستقبلات سطح الخلية

مستقبلات سطح الخلية ، والمعروفة أيضًا باسم مستقبلات الغشاء ، هي عبارة عن بروتينات (متكاملة) على سطح الخلية ترتبط بجزيئات الترابط الخارجي. يمتد هذا النوع من المستقبلات عبر غشاء البلازما ويقوم بنقل الإشارة ، حيث يتم تحويل الإشارة خارج الخلية إلى إشارة بين الخلايا. لا يتعين على الروابط التي تتفاعل مع مستقبلات سطح الخلية أن تدخل الخلية التي تؤثر عليها. تسمى مستقبلات سطح الخلية أيضًا بالبروتينات أو الواسمات الخاصة بالخلية لأنها خاصة بأنواع الخلايا الفردية.

نظرًا لأن بروتينات مستقبلات سطح الخلية أساسية لعمل الخلية الطبيعي ، فلا ينبغي أن يكون مفاجئًا أن خللًا في أي من هذه البروتينات يمكن أن يكون له عواقب وخيمة. ثبت أن الأخطاء في الهياكل البروتينية لجزيئات مستقبلات معينة تلعب دورًا في ارتفاع ضغط الدم (ارتفاع ضغط الدم) والربو وأمراض القلب والسرطان.

يحتوي كل مستقبل على سطح الخلية على ثلاثة مكونات رئيسية: مجال ارتباط ليجند خارجي ، ومنطقة تمتد غشاء كاره للماء ، ومجال داخل الخلية داخل الخلية. يُطلق على مجال ربط الترابط أيضًا اسم المجال خارج الخلية. يختلف حجم ومدى كل من هذه المجالات بشكل كبير ، اعتمادًا على نوع المستقبلات. تشارك مستقبلات سطح الخلية في معظم الإشارات في الكائنات متعددة الخلايا. هناك ثلاث فئات عامة من مستقبلات سطح الخلية: المستقبلات المرتبطة بقناة الأيونات ، والمستقبلات المرتبطة بالبروتين G ، والمستقبلات المرتبطة بالإنزيم.

تربط المستقبلات المرتبطة بقناة الأيونات الرابطة الرابطة وتفتح قناة عبر الغشاء تسمح بمرور أيونات معينة. لتشكيل قناة ، يحتوي هذا النوع من مستقبلات سطح الخلية على منطقة ممتدة من الغشاء. من أجل التفاعل مع ذيول الأحماض الدهنية الفسفورية التي تشكل مركز غشاء البلازما ، فإن العديد من الأحماض الأمينية في المنطقة الممتدة للغشاء تكون بطبيعتها كارهة للماء. على العكس من ذلك ، فإن الأحماض الأمينية التي تبطن القناة من الداخل تكون محبة للماء للسماح بمرور الماء أو الأيونات. عندما يرتبط الترابط بالمنطقة خارج الخلية للقناة ، يحدث تغيير تكوين في بنية البروتينات التي تسمح بمرور الأيونات مثل الصوديوم والكالسيوم والمغنيسيوم والهيدروجين (الشكل 9.5)

الشكل 9.5. قناة أيونية مغلقة. تشكل القنوات الأيونية المسورة مسامًا عبر غشاء البلازما الذي ينفتح عندما يرتبط جزيء الإشارة. ثم تسمح المسام المفتوحة للأيونات بالتدفق داخل الخلية أو خارجها.

ترتبط المستقبلات المرتبطة ببروتين G بالرابط وتنشط بروتينًا غشائيًا يسمى G-protein. ثم يتفاعل البروتين G المنشط مع قناة أيونية أو إنزيم في الغشاء (الشكل 9.6). تحتوي جميع المستقبلات المرتبطة ببروتين G على سبعة مجالات عبر الغشاء ، لكن كل مستقبل له مجاله خارج الخلية وموقع ربط بروتين G.

تحدث إشارات الخلية باستخدام مستقبلات مرتبطة ببروتين G كسلسلة دورية من الأحداث. قبل أن يرتبط اللاجند ، يمكن للبروتين G غير النشط أن يرتبط بموقع تم الكشف عنه حديثًا على المستقبل المحدد لارتباطه. بمجرد أن يرتبط البروتين G بالمستقبل ، يؤدي تغيير الشكل الناتج إلى تنشيط البروتين G ، الذي يطلق الناتج المحلي الإجمالي ويلتقط GTP. ثم انقسمت الوحدات الفرعية للبروتين G إلى &ألفا الوحدة الفرعية و & بيتا وجاما الوحدة الفرعية. قد يكون أحد شظايا البروتين G أو كليهما قادرًا على تنشيط بروتينات أخرى نتيجة لذلك. بعد فترة وجيزة ، يتم تشغيل GTP على ملف &ألفا يتم تحلل الوحدة الفرعية للبروتين G إلى الناتج المحلي الإجمالي و & بيتا وجاما تم إلغاء تنشيط الوحدة الفرعية. تعيد الوحدات الفرعية الارتباط لتشكيل بروتين G غير النشط وتبدأ الدورة من جديد.

الشكل 9.6. تحتوي بروتينات G غير المتجانسة على ثلاث وحدات فرعية: & alpha و & beta و & gma. عندما يرتبط جزيء الإشارة بمستقبل مقترن ببروتين G في غشاء البلازما ، يتم تبادل جزيء الناتج المحلي الإجمالي المرتبط بوحدة & ألفا الفرعية لـ GTP. تنفصل الوحدات الفرعية & beta و & gamma عن الوحدة الفرعية & alpha ، ويتم تشغيل الاستجابة الخلوية إما عن طريق الوحدة الفرعية & alpha أو الزوج المنفصل & beta & gamma. ينهي التحلل المائي لـ GTP إلى الناتج المحلي الإجمالي الإشارة.

تمت دراسة المستقبلات المرتبطة بالبروتين G على نطاق واسع وتم تعلم الكثير عن أدوارها في الحفاظ على الصحة. يمكن للبكتيريا المسببة للأمراض للإنسان أن تطلق السموم التي تعطل وظيفة مستقبلات محددة مرتبطة ببروتين G ، مما يؤدي إلى أمراض مثل السعال الديكي والتسمم الغذائي والكوليرا. في الكوليرا (الشكل 9.7) ، على سبيل المثال ، البكتيريا التي تنقلها المياه ضمة الكوليرا ينتج مادة سامة ، كوليراجين ، والتي ترتبط بالخلايا المبطنة للأمعاء الدقيقة. يدخل السم بعد ذلك إلى هذه الخلايا المعوية ، حيث يقوم بتعديل بروتين G الذي يتحكم في فتح قناة الكلوريد ويؤدي إلى استمرار نشاطها ، مما يؤدي إلى فقدان كميات كبيرة من السوائل من الجسم وبالتالي حدوث جفاف قاتل نتيجة لذلك.

الشكل 9.7. تنتقل الكوليرا في المقام الأول من خلال مياه الشرب الملوثة ، وهي سبب رئيسي للوفاة في العالم النامي وفي المناطق التي تعيق فيها الكوارث الطبيعية توافر المياه النظيفة. تخلق بكتيريا الكوليرا ، Vibrio cholerae ، سمًا يعدل مسارات إشارات الخلايا التي يتوسطها بروتين G في الأمعاء. يقضي الصرف الصحي الحديث على خطر تفشي الكوليرا ، مثل ذلك الذي اجتاح مدينة نيويورك في عام 1866. يوضح هذا الملصق من تلك الحقبة كيف لم تكن الطريقة التي ينتقل بها المرض في ذلك الوقت مفهومة. (الائتمان: New York City Sanitary Commission)

المستقبلات المرتبطة بالإنزيم هي مستقبلات على سطح الخلية مع مجالات داخل الخلايا مرتبطة بإنزيم. في بعض الحالات ، يكون المجال داخل الخلايا للمستقبل نفسه عبارة عن إنزيم. تحتوي المستقبلات الأخرى المرتبطة بالإنزيم على مجال صغير داخل الخلايا يتفاعل مباشرة مع إنزيم. عادةً ما تحتوي المستقبلات المرتبطة بالإنزيم على مجالات كبيرة خارج الخلية وداخل الخلايا ، لكن المنطقة الممتدة للغشاء تتكون من منطقة ألفا حلزونية واحدة من حبلا الببتيد. عندما يرتبط الترابط بالمجال خارج الخلية ، يتم نقل إشارة عبر الغشاء ، مما يؤدي إلى تنشيط الإنزيم. يؤدي تنشيط الإنزيم إلى إطلاق سلسلة من الأحداث داخل الخلية تؤدي في النهاية إلى الاستجابة. أحد الأمثلة على هذا النوع من المستقبلات المرتبطة بالإنزيم هو مستقبلات التيروزين كيناز (الشكل 9.8). كيناز هو إنزيم ينقل مجموعات الفوسفات من ATP إلى بروتين آخر. ينقل مستقبل التيروزين كيناز مجموعات الفوسفات إلى جزيئات التيروزين (بقايا التيروزين). أولاً ، ترتبط جزيئات الإشارة بالمجال خارج الخلية لمستقبلين قريبين من التيروزين كيناز. ثم يترابط المستقبلان المجاوران معًا ، أو يتناقصان. ثم يضاف الفوسفات إلى بقايا التيروزين على المجال داخل الخلايا للمستقبلات (الفسفرة). يمكن للبقايا المفسفرة بعد ذلك نقل الإشارة إلى المرسل التالي داخل السيتوبلازم.

الشكل 9.8. مستقبل التيروزين كيناز هو مستقبل مرتبط بالإنزيم مع منطقة واحدة عبر الغشاء ، ومجالات خارج الخلية وداخل الخلايا. يؤدي ارتباط جزيء الإشارة إلى المجال خارج الخلية إلى تضاعف المستقبلات. يتم بعد ذلك فصل بقايا التيروزين على المجال داخل الخلايا ، مما يؤدي إلى استجابة خلوية في اتجاه مجرى النهر. يتم إنهاء الإشارة بواسطة الفوسفاتيز الذي يزيل الفوسفات من بقايا الفوسفوتيروزين.


Trewavas ، A. J. in اللدونة في النباتات (محرران جينينغز ، د. & أمبير تريوافاس ، أ. ج.) سيمب. شركة على سبيل المثال. بيول. ميد. 40, 31– 77 (1986).

Trewavas ، A. J. ، Sexton ، R. & amp Kelly ، P. قطبية الكالسيوم والانفصال: القواعد الجزيئية لدونة النمو في النباتات. امبريول. إكسب. مورفول. 83، S179-S195 (1984).

سميث ، هـ ، وأمبير ويتلام ، جي سي متلازمة تجنب الظل: استجابات متعددة بوساطة نباتات متعددة. بيئة الخلية النباتية. 20, 840–844 ( 1997).

Wijensinghe، D.K & amp Hutchings، M.J. آثار عدم التجانس البيئي على أداء Glechoma: التفاعلات بين مقياس الرقعة وتباين الرقعة. J. Ecol. 87, 860–872 (1999).

Trewavas ، A. J. in الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية للنباتات (محرران بوكانان ، ر. ب. ، جروسيم ، دبليو & أمبير جونز ، ر. ل.) 930-988 (أكون. شركة فيزيولوجيا النبات ، روكفيل ميريلاند ، 2000).

Jenkins ، G. I. شبكات تحويل الإشارة وتكامل الاستجابات للمحفزات البيئية. حال. بوت. الدقة. 29, 54– 74 (1999).

Novoplansky، A. الاستجابات التنموية لـ بورتولاكا الشتلات إلى إشارات طيفية متضاربة. أويكولوجيا 88, 138– 140 (1991).

Novoplansky، A.، Cohen، D. & amp Sachs، T. الآثار البيئية للتثبيط المترابط بين البراعم النباتية. أويكولوجيا 82, 490– 493 (1990).

كيلي ، سي إي اختيار المورد في كوسكوتا أوروبا. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 89, 12194–12197 ( 1992).

كيلي ، سي ك ، علف النبات: نموذج قيمة هامشية واستجابة ملفوفة في كوسكوتا subinclusa. علم البيئة 71, 1916– 1925 (1990).

Gilroy، S. & amp Trewavas، A. J. in غشاء البلازما النباتية (محرران Larsson، C. & amp Moller، I.M) 203-233 (Springer، Berlin، 1990).

Trewavas، A.J & amp Knight، M.R. الكالسيوم ، الإشارات الميكانيكية وشكل النبات. مصنع مول. بيول. 26, 1329–1341 (1994).

Green، P. B. التعبير عن النمط في النباتات: الجمع بين النماذج الفيزيائية الحيوية الجزيئية والقائمة على حساب التفاضل والتكامل. أكون. جيه بوت. 86, 1059– 1076 (1999).

Fleming ، A. J. ، Caderas ، D. ، Wehrli ، E. ، McQueen-Mason ، S. & amp Kuhlemeier ، C. تحليل التشكل الناجم عن الامتداد على النسيج الإنشائي القمي للطماطم. بلانتا 208, 166– 174 (1999).

Cosgrove، D.J. جينات جديدة وأدوار بيولوجية جديدة للامتدادات. بالعملة. رأي. مصنع بيول. 3, 73–78 ( 2000).

نايت ، إم آر ، نايت ، إتش آند أمبير واتكينز ، إن جي كالسيوم وتوليد شكل النبات. فيل. عبر. R. Soc. لوند. ب 350, 83– 86 (1995).

Firn، R. & amp Digby، J. حل لغز الجاذبية - هل تم العثور على قطعة مفقودة؟ بلانتا 203، S159 – S163 (1997).

سلطان ، س. إي. اللدونة المظهرية لتطوير النبات ووظيفته وتاريخ حياته. اتجاهات نباتية. 5, 537–542 (2000).

Brand، U.، Fletcher، J.C، Hobe، M.، Meyerowitz، E.M & amp Simon، R. أرابيدوبسيس في حلقة تغذية مرتدة ينظمها نشاط CLV3. علم 289, 617–619 ( 2000).

مدرسة ، H. وآخرون. سكان الخلايا الجذعية أرابيدوبسيس يتم الحفاظ على النسيج الإنشائي من خلال حلقة تنظيمية بين جينات clavata و wuschel. زنزانة 100, 635–644 ( 2000).

Trewavas ، A. J. in استجابات النبات للضغوط البيئية (محرر ليرنر ، هـ. ر.) 27-42 (مارسيل ديكر ، نيويورك ، 1999).

Trewavas، A. J. كيف تعمل مواد نمو النبات؟ (II). بيئة الخلية النباتية. 14, 1–12 (1991 ).

موت ، K.A & amp Buckley ، T. N. Patchy ، سلوك جماعي ناشئ عن الثغور. اتجاهات نباتية. 5, 258–262 (2000).

Hillmer، S.، Gilroy، S. & amp Jones، R.L تصور إفراز الإنزيم من بروتوبلاستس الشعير الفردية. نبات فيزيول. 102, 279– 286 (1993).

ريتشي ، إس ، ماكوبين ، إيه ، أمبروز ، جي ، كاو ، T.-H. & amp Gilroy، S. حساسية نسيج aleurone الشعير تجاه gibberellin غير متجانسة ويمكن تحديدها مكانيًا. نبات فيزيول. 120, 361–370 (1999).

برادفورد ، K. J. & amp Trewavas ، A. J. عتبات الحساسية والمقاييس الزمنية المتغيرة في عمل هرمون النبات. نبات فيزيول. 105, 1029–1036 (1994).

Blakeley، L.M، Rodaway، S.J، Hollen، L.B & amp Croker، S.G. هابلوبابوس رافيني. نبات فيزيول. 50, 35–42 (1972).

Novick، A. & amp Weiner، M. تحريض الإنزيم كظاهرة الكل أو لا شيء. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 43, 553–566 (1957).

McAdams ، H.H & amp Arkin ، A. التنظيم الجيني على نطاق نانومولار. اتجاهات الجينات. 15, 65–69 (1999).

جيلروي ، إس ، فريكير ، إم ، ريد ، إن آند أمبير تريوافاس ، إيه.جي.دور الكالسيوم في تحويل الإشارة لـ كوميلينا الخلايا الحامية. الخلية النباتية 3, 333–344 ( 1991).

Blancaflor، E.B & amp Gilroy، S. بيولوجيا الخلايا النباتية في الألفية الجديدة: أدوات جديدة ورؤى جديدة. أكون. جيه بوت. 87, 1547–1560 ( 2000).

Trewavas ، A.J & amp Malho ، R. الإدراك والتحول: أصل النمط الظاهري. الخلية النباتية 9, 1181–1195 (1997).

Trewavas، A. J. Le Calcium c'est la vie. الكالسيوم يصنع الأمواج. نبات فيزيول. 120, 1–6 (1999).

Trewavas ، A. J. كيف تتعلم النباتات. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 96, 4216–4218 (1999).

Meskienne، I. & amp Hirt، H. MAP kinase pathways: المكونات الجزيئية وشرائح التشغيل للخلية. مصنع مول. بيول. 42, 791–806 (2000).

مكارتي ، دي آر أند تشوري ، جي. الحفظ والابتكار في مسارات إشارات النبات. زنزانة 103, 201–209 (2000).

هو ، Z. وآخرون. تصور الستيرويدات البراسينية من خلال المجال خارج الخلية لمستقبل كيناز BRI1. علم 288, 2360– 2361 (2000).

Genick، U.K & amp Chory، J. استشعار الضوء الأحمر في النباتات. بالعملة. بيول. 10، R651 – R654 (2000).

Smeekens، S. نقل الإشارات التي يسببها السكر في النباتات. Annu. القس فيزيول النبات. مصنع مول. بيول. 51, 49–81 (2000).

Torii ، K.U. تنشيط مستقبلات كيناز ونقل الإشارة في النباتات: صورة ناشئة. بالعملة. رأي. مصنع بيول. 3, 361– 367 (2000).

Schopfer، C.، Nasrallah، M. & amp Nasrallah، J. المحدد الذكر لعدم التوافق الذاتي في براسيكا. علم 286, 1697– 1700 (1999).

كاشمور ، أ.ر. ، جاريلو ، ج.أ. ، وو ، Y.-J. & amp Liu، D. Cryptochromes: مستقبلات الضوء الأزرق للنباتات والحيوانات. علم 284, 760–765 (1999).

Christie ، JM ، Salomon ، I. ، Nozue ، K. ، Wada ، M. & amp Briggs ، WR LOV (الضوء ، الأكسجين ، أو الجهد) مجالات فوتوتروبين مستقبلات الضوء الأزرق (nph1): مواقع ربط للكروموفور أحادي نيوكليوتيد الفلافين . بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 96, 8779–8783 (2000).

Stepanova، A.N & amp Ecker، J.R. Ethylene التي تشير من المسوخ إلى الجزيئات. بالعملة. رأي. مصنع بيول. 3, 353–360 (2000).

إينوي ، ت. وآخرون. تحديد CRE1 كمستقبل سيتوكينين من أرابيدوبسيس . طبيعة سجية 409, 1060– 1063 (2001).

جالويلر ، ل. وآخرون. تنظيم النقل الأوكسين القطبي بواسطة AtPIN1 في أرابيدوبسيس أنسجة الأوعية الدموية. علم 282, 2226– 2230 (1998).

جونز ، أ. وآخرون. ABP1: تمدد الخلية المعتمد على الأوكسين بوساطة بروتين رابط أوكسين مفرط التعبير 1. علم 282, 1114 –1117 (1999).

سالزبوري ، إف بي أند أمب روس ، سي دبليو. فسيولوجيا النبات 4th edn (وادزورث ، كاليفورنيا ، 1992).

Baum، G.، Long، J.، Jenkins، G. & amp Trewavas، A. J. يؤدي تحفيز مستقبلات الضوء الأزرق NPH1 إلى زيادة عابرة في الكالسيوم الخلوي. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 98, 13554– 13559 (1999).

Taiz، L. & amp Zeiger، E. فسيولوجيا النبات 2nd edn (سيناور أسوشيتس ، ماساتشوستس ، 1998).

كاول ، ب. وآخرون. تحليل تسلسل الجينوم للنبات المزهر نبات الأرابيدوبسيس thaliana. طبيعة سجية 408, 796– 815 (2000).

Staehelin، L.A & amp Newcomb، E.H in الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية للنباتات (محرران بوكانان ، ر. ب. ، جروسيم ، دبليو & أمبير جونز ، ر. ل.) 2-50 (أكون. شركة فيزيولوجيا النبات ، روكفيل ، ماريلاند ، 2000).

هارمون ، A. ، Gribskov ، M. & amp Harper ، J. F. CDPK's ، كيناز لكل إشارة. اتجاهات نباتية. 5, 154–159 ( 2000).

Satterlee ، J. S. & amp Sussman ، M. R. كينازات بروتين غير عادية مرتبطة بالغشاء في النباتات العليا. J. ممب. بيول. 164 , 205–213 (1998).

Hirsch، R. E.، Lewis، B. D.، Spalding، E.P & amp Sussman، M.R. دور لقناة البوتاسيوم AKT1 في تغذية النبات. علم 280, 918–921 ( 1998).

فولكمان ، د. يتكون غشاء البلازما لشعر الجذر النامي من مناطق تمايز موضعي. بلانتا 162, 392–403 (1984).

Malho، R.، Moutinho، A.، Van der Luit، A. & amp Trewavas، A. J. الخصائص المكانية لإشارات الكالسيوم: موجة الكالسيوم كوحدة أساسية في إشارات الخلية النباتية. فيل. عبر. R. Soc. لوند. ب 353, 1463–1473 (1998).

تاكاهاشي ، K. ، Isobe ، M. ، Knight ، M. R. ، Trewavas ، A. J. & amp Muto ، S. نبات فيزيول. 113, 587–594 ( 1997).

ألبرتس ، ب. وآخرون. البيولوجيا الجزيئية للخلية (جارلاند ، نيويورك ، 1989).

بوز ، ج. استجابة النبات كوسيلة للتحقيق الفسيولوجي (لونجمان وشركاه ، لندن ، 1906).

ساندرز ، D. & amp Bethke ، P. إن الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية للنباتات (محرران بوكانان ، ب.ب. ، جروسيم ، دبليو & أمبير جونز ، آر إل) 110-160 (Am. Soc. of Plant Physiologists ، Rockville ، Maryland ، 2000).

تشانغ ، إتش آند فوردي ، بي جي أن أرابيدوبسيس جين صندوق MADS الذي يتحكم في التغييرات التي تحدثها النترات في بنية الجذر. علم 279, 407–409 ( 1998).

Trewavas ، A. J. مواد النمو في السياق: عقد من الحساسية. بيوتشيم. شركة عبر 20, 102–108 ( 1991).

Trewavas ، A. J. in علم الأحياء الجزيئي لتنمية النبات (محرران سميث ، هـ ، وأمبير جريرسون ، د.) 8-28 (بلاكويل العلمي ، أكسفورد ، 1982).

Hodgkin، A.L & amp Keynes، R.D. حركات الكالسيوم المسمى في محاور الحبار العملاقة. J. Physiol. 138, 253–281 (1957).

Zielinski ، R.E.Calmodulin والبروتينات الرابطة في النباتات. Annu. القس فيزيول النبات. مصنع مول. بيول. 49, 697– 725 (1998).

Rodriguez-Concepcion، M.، Yalovsky، S.، Zik، M.، Fromm، H. & amp Gruissem، W. حالة prenylation لمصنع جديد كموديولين يوجه غشاء البلازما أو التوطين النووي للبروتين. EMBO J. 18, 1996–2007 ( 1999).

Viner، N.، Whitlam، G. & amp Smith، H. يتحكم الكالسيوم والفيتوكروم في فتح الأوراق في بذور الشعير المزروعة الداكنة. بلانتا 175, 209–213 (1988).

جافي ، ل.ف. التعريب في التنمية فوقس البيض والدور العام لتوطين التيارات. حال. مورفوجين. 7, 295– 328 (1968).

كروبف ، د. ل. تحريض القطبية في ملقحات الفوكويد. الخلية النباتية 9, 1011–1020 (1997).

هادر ، د. & amp Hemmersbacj، R. بلانتا 203، S7 - S10 (1997).

Zhang، H.، Jennings، A.، Barlow، P. W. & amp Forde، B. G. مسارات مزدوجة لتنظيم تفرع الجذر بالنترات. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 96, 6529–6534 (1999).

أديكوت ، ف. قطع (مطبعة جامعة كاليفورنيا ، لندن ، 1982).

Karban، R. & amp Baldwin، I. T. ردود الفعل المستحثة على العواشب (مطبعة جامعة شيكاغو ، شيكاغو ، 1997).

Brown، D.A & amp London، E. وظائف الطوافات الدهنية في الأغشية البيولوجية. Annu. القس الخلية ديف. بيول. 14, 111–136 (1998).

أندرسون ، آر جي دبليو نظام غشاء الكهف. Annu. القس Biochem. 67 , 199–225 (1998).

مونيك ، ت. وآخرون. يحفز الإجهاد المفرط التسمم نشاط فسفوليباز D ويرفع مستويات حمض الفوسفاتيديك و diacylglycerol pyrophosphate. مصنع J. 22, 147–154 (2000).

Stevenson، J.M، Perera، I. Y.، Heilmann، I.، Persson، S. & amp Boss، W.F Inositol الإشارات ونمو النبات. اتجاهات نباتية. 5, 252– 258 (2000).

Karniol، B. & amp Chamovitz، D. A. الجسيم الإشارى COP9: من الإشارة الضوئية إلى التنظيم التطوري العام والعكس. بالعملة. رأي. مصنع بيول. 3, 387–393 (2000).

Blomberg، N.، Baraldi، E.، Nilges، M. & amp Saraste، M. The PH superfold: سقالة هيكلية لوظائف متعددة. اتجاهات Biochem. علوم. 24, 441–445 ( 1999).

Deak، M.، Casamayor، A.، Currie، R. A.، Downes، P. & amp Alessi، D. R. FEBS ليت. 451, 220–226 (1999).

روبرتس ، م.ر التنظيمية 14-3-3 تفاعلات البروتين / البروتين في الخلايا النباتية. بالعملة. رأي. مصنع بيول. 3, 400–405 (2000).

Allan، A.C، Fricker، M.D، Ward، J.L، Beale، M.H & amp Trewavas، A.J. يتوسط مساران للتوصيل التأثيرات السريعة لحمض الأبسيسيك في كوميلينا الخلايا الحامية. الخلية النباتية 6, 1319–1328 (1994).

زوهوا ، هـ. وآخرون. تصور الستيرويدات البراسينية من خلال المجال خارج الخلية لمستقبل كيناز BRI1. علم 288, 2360 –2363 (2000).

Estelle ، M. عمل Cytokinin: مستقبلان أفضل من مستقبل واحد؟ بالعملة. بيول. 8، R539 – R541 (1998).

Trotochaud ، A. E. ، Jeong ، S. & amp Clark ، S. E. CLAVATA3 ، يجند متعدد المستويات لمستقبلات CLAVATA1 كيناز. علم 289, 613–617 (2000).

Alonso، J.M، Hirayama، T.، Roman، G.، Nourizadeh، S. & amp Ecker، J.REIN2، a bifunctional transducer of ethylene and stress response in أرابيدوبسيس. علم 284, 2148–2152 (1999).

Beaudoin، N.، Serizet، C.، Gosti، F. & amp Giraudat، J. التفاعلات بين شلالات إشارات الإيثيلين وحمض الأبسيسيك. الخلية النباتية 12, 1103–1116 ( 2000).

قاسميان ، م. وآخرون. تنظيم إشارات حمض الأبسيسيك عن طريق مسار استجابة الإيثيلين في أرابيدوبسيس. الخلية النباتية 12, 1117–1126 (2000).


مقدمة

ظهرت الخلايا التائية كأداة قوية في علاج السرطان ، مما يسمح بخصوصية عالية وفعالية ممتدة وتقليل التأثيرات غير المستهدفة. أظهر العلاج بالخلايا التائية بالتبني نتائج واعدة بشكل خاص في علاج سرطانات الدم [1،2]. ومع ذلك ، فإن العائق الحالي أمام الاستخدام الواسع لهذا النهج هو الإنتاج الموثوق للخلايا التائية التي تتألف من العامل العلاجي. على وجه الخصوص ، يتضمن هذا الإنتاج خارج الجسم الحي توسيع مجموعة صغيرة من الخلايا المشتقة من الفرد الذي يخضع للعلاج [3،4]. يمكن بدء التوسع عن طريق تنشيط الخلايا التائية باستخدام نظام اصطناعي ، وهو الأكثر شيوعًا حبات البوليسترين التي تقدم الأجسام المضادة لمستقبلات CD3 و CD28 على سطح الخلية التائية ، يوفر نظام Dynabeads التجاري هذا إشارات مرتبطة بشكل طبيعي بخلايا تقديم المستضد (APCs) في شكل مُصنَّع [5]. على الرغم من نجاح هذا النظام ، فإنه يواجه صعوبة في تنشيط الخلايا التائية المعزولة من المرضى الذين يخضعون لعلاج السرطان ، حيث تظهر الخلايا التائية نمطًا ظاهريًا منهكًا [6].

نشأت إحدى المقاربات لتحسين تمدد الخلايا التائية من اكتشاف أن الخلايا التائية يمكنها الشعور بالخصائص الميكانيكية للركيزة المنشطة. O & # x27Connor وآخرون. أظهر أن مجموعات CD4 + / CD8 المختلطة من الخلايا التائية البشرية الأولية التي يتم تنشيطها على أسطح مطاطية بوليديميثيل سيلوكسان (PDMS) المسطحة التي تقدم أجسامًا مضادة لـ CD3 ومضادة لـ CD28 تظهر تمددًا أكبر على لينة (معامل الشباب & # x27s E

100 كيلو باسكال) مقارنة بالتيبس (E.

2 ميجا باسكال) سطوح. تم تأكيد استخدام PDMS الناعم لتعزيز تمدد الخلايا التائية في تنسيقات أخرى مثل الخرز والسقالات ، مما يدل على قدرات جديدة لإنتاج الخلايا ، بما في ذلك إنقاذ التمدد للخلايا التائية المنهكة [7،8]. ومع ذلك ، فإن الجوانب الرئيسية لسلوك الاستشعار الآلي ليست مفهومة جيدًا. على وجه الخصوص ، لوحظ اتجاه التنشيط المعاكس لخلايا الماوس CD4 + T التي تستجيب لمادة البولي أكريلاميد (PA) الهلامية التي تتراوح من 10 إلى 200 كيلو باسكال في معامل Young & # x27s ، مع تنشيط أعلى لوحظ في صلابة أعلى [9]. علاوة على ذلك ، فإن نطاقات المعاملات المرنة لمواد PDMS المستخدمة في التقارير السابقة أعلى بكثير من تلك المرتبطة بالأنسجة الفسيولوجية (قليلة إلى مئات من كيلو باسكال). تقرير لاحق من Saitakis et al. أكد أن الخلايا التائية تستجيب لتصلب الركيزة في هذا النطاق الفسيولوجي اسميًا ، ولكنها أظهرت أيضًا زيادة في الوظيفة قصيرة المدى (الهجرة وإفراز السيتوكين) للخلايا التائية البشرية مع زيادة الصلابة [10]. تشير هذه الدراسات معًا إلى أن الاستشعار الميكانيكي للخلية التائية قد يكون ثنائي الطور ، حيث تظهر ذروة بين مجموعة من المعامِلات المرنة للركيزة ، وقد يعتمد وجود ونطاق هذه الذروة على النوع المحدد من الركيزة والروابط التنشيطية التي يتم تقديمها إلى الخلايا التائية. هذا المفهوم مدعوم من قبل دراسة لاحقة بواسطة Wahl et al. التي أظهرت الانتشار ثنائي الطور كدالة لتصلب الركيزة [11]. ومع ذلك ، اقتصرت تلك الدراسة على استجابات الخلايا المبكرة وركزت بشكل أساسي على خط خلية Jurkat ، الذي يُظهر عيوبًا متعددة في الإشارات مقارنة بالخلايا التائية البشرية العادية [12]. لم تربط هذه الدراسات أيضًا استجابات الخلايا التائية المبكرة والوظائف اللاحقة للخلايا التائية المنشطة.

نحو فهم أفضل للاستشعار الميكانيكي للخلايا التائية ، يفحص هذا التقرير استجابة خلايا CD4 + / CD8 + T البشرية التي يتم تنشيطها على المواد الهلامية PA ، والتي تتحكم في صلابة الركيزة وكثافة الروابط النشطة. تظهر نتائجنا استجابة ثنائية الطور لتوسيع الخلايا التائية فيما يتعلق بهذه المعلمات. والجدير بالذكر أن استجابات الخلايا التائية قصيرة المدى أظهرت ارتباطًا محدودًا بالتوسع. نستكشف نسخة تنشيط الخلايا التائية الحساسة ميكانيكيًا لتحديد كيفية تحفيز الصلابة على برامج التنشيط المختلفة التي تنظم الاختلافات الوظيفية الملحوظة.


كيف يؤثر الكافيين على الجسم؟

الكافيين - الدواء الذي يعطي القهوة والكولا دفعة - له عدد من التأثيرات الفسيولوجية. على المستوى الخلوي ، يمنع الكافيين عمل مادة كيميائية تسمى phosphodiesterase (PDE). داخل الخلايا ، عادةً ما يكسر PDE المرسال الكيميائي الثاني أحادي الفوسفات (cAMP). لا تستطيع العديد من الهرمونات والناقلات العصبية عبور غشاء الخلية ، وبالتالي فإنها تمارس أعمالها بشكل غير مباشر عبر مثل هذه الرسل الثانية عندما ترتبط بمستقبل على سطح الخلية ، فإنها تبدأ تفاعلًا كيميائيًا متسلسلًا يسمى شلال الإنزيم الذي ينتج عنه تكوين المواد الكيميائية المرسل الثاني.

تاريخيا ، كان cAMP أول رسول يتم وصفه على الإطلاق. الآن ، ومع ذلك ، فقد حدد العلماء عدة فئات رئيسية من الرسل الثاني ، والتي يتم تشكيلها بشكل عام بطرق مماثلة من خلال مجموعة من الجزيئات تسمى بروتينات G. ميزة مثل هذا النظام المعقد هي أنه يمكن تضخيم الإشارة خارج الخلية بشكل كبير في هذه العملية ، وبالتالي يكون لها تأثير هائل داخل الخلايا.

وهكذا ، عندما يوقف الكافيين انهيار cAMP ، تطول آثاره ، وتتضخم الاستجابة في جميع أنحاء الجسم بشكل فعال. في القلب ، تحفز هذه الاستجابة النوربينفرين - ويسمى أيضًا النورأدرينالين - والناقل العصبي المرتبط به ، الإبينفرين ، لزيادة معدل وقوة تقلصات العضلات. على الرغم من أن الاثنين يعملان في حفلة موسيقية ، يتم إطلاق النوربينفرين بواسطة الأعصاب الودي بالقرب من نسيج منظم ضربات القلب في القلب ، في حين يتم إطلاق الإبينفرين بشكل أساسي عن طريق الغدد الكظرية. تؤدي هذه الرسائل الكيميائية إلى سلوك "القتال أو الهروب". أثناء الظروف المجهدة أو الطارئة ، ترفع من معدل وقوة القلب ، وبالتالي تزيد من ضغط الدم وتوصيل المزيد من الأكسجين إلى الدماغ والأنسجة الأخرى.

من المتوقع أن يكون للكافيين هذا التأثير على أي حيوانات تستخدم هذه الناقلات العصبية لتنظيم ضربات قلبها. بشكل عام ، تكون تأثيرات الكافيين أكثر وضوحًا في الطيور والثدييات. الزواحف لديها بعض الاستجابة ، والفقاريات واللافقاريات السفلية لديها استجابات صغيرة أو معدومة. من منظور تطوري ، لا تظهر الأسماك والبرمائيات استجابة قوية للإبينفرين والنورادرينالين مثل الفقاريات العليا ، كما أنها تفتقر إلى الحفظ المتعاطف (أي التحفيزي) للقلب.


سرطان الدم الليمفاوي المزمن

فروخ ت.أوان ، جون سي بيرد ، في أمراض الدم (الطبعة السابعة) ، 2018

تعبير CD38

أظهرت الدراسات بأثر رجعي أن CD38 هو علامة تنبؤية مستقلة في CLL ، مما يدل على أن تعبير CD38 العالي يرتبط بوقت أقصر من التشخيص إلى العلاج والبقاء على قيد الحياة أدنى. قدمت الدراسات الوظيفية CD38 باستخدام CD31 و الخلايا الليفية المنقولة بالبلكسين B1 تفسيرًا بيولوجيًا لهذه الملاحظة. يؤدي تفاعل CD38 مع يجنده ، CD31 ، في وجود IL-2 إلى تنظيم مستقبل البقاء على قيد الحياة CD100 حصريًا على خلايا CLL المتكاثرة. يحدث هذا مع التعديل المصاحب للـ CD72 ، وهو منظم سلبي للاستجابة المناعية. يؤدي التفاعل بين CD38 و CD100 على خلايا CLL و CD31 و plexin B1 ، على التوالي ، على الخلايا الليفية المنقولة إلى تعزيز بقاء ونمو خلايا CLL. علاوة على ذلك ، فإن وجود خلايا تشبه الممرضة في مرضى CLL الذين يعبرون عن مستويات عالية من CD31 و plexin B1 يؤكد تفاعل CD38 و CD31 ويوفر دليلًا إضافيًا على تنشيط خلايا CLL المنتشرة الموجبة لـ CD38 بواسطة البيئة المكروية. توفر هذه النتيجة تفسيرًا للطبيعة العدوانية لنسخ CLL هذه.


لماذا باحثو السرطان متحمسون بشأن المسارات البيولوجية؟

حتى وقت قريب ، كان العديد من الباحثين يأملون في أن تكون معظم أشكال السرطان مدفوعة بطفرات جينية مفردة ويمكن علاجها بالعقاقير التي تستهدف تلك الطفرات المحددة. كان الكثير من هذا الأمل قائمًا على نجاح عقار إيماتينيب (جليفيك) ، وهو دواء مصمم خصيصًا لعلاج سرطان الدم المسمى ابيضاض الدم النخاعي المزمن (CML). يحدث سرطان الدم النخاعي المزمن بسبب خلل جيني واحد يؤدي إلى إنتاج بروتين معيب يحفز نمو الخلايا غير المنضبط. يرتبط Gleevec بهذا البروتين ، مما يوقف نشاطه ويؤدي إلى نتائج مثيرة في العديد من مرضى سرطان الدم النخاعي المزمن.

لسوء الحظ ، لم يصمد نهج الهدف الواحد والعقار الواحد لمعظم أنواع السرطان الأخرى. وجدت المشاريع الحديثة التي فككت رموز جينومات الخلايا السرطانية مجموعة من الطفرات الجينية المختلفة التي يمكن أن تؤدي إلى نفس السرطان في مرضى مختلفين.

وبالتالي ، بدلاً من محاولة اكتشاف طرق لمهاجمة عدو جيني محدد جيدًا ، يواجه الباحثون الآن احتمال محاربة العديد من الأعداء.

لحسن الحظ ، يمكن تبسيط هذه النظرة المعقدة من خلال النظر في المسارات البيولوجية التي تعطلت بسبب الطفرات الجينية. مع مزيد من البحث حول المسارات البيولوجية والملامح الجينية لأورام معينة ، قد يتمكن مطورو الأدوية من تركيز انتباههم على مسارين أو ثلاثة مسارات فقط. يمكن للمرضى بعد ذلك تلقي الدواء أو العقارين الأكثر احتمالاً لإصلاح المسارات المصابة بأورامهم الخاصة.

حتى وقت قريب ، كان العديد من الباحثين يأملون في أن تكون معظم أشكال السرطان مدفوعة بطفرات جينية مفردة ويمكن علاجها بالعقاقير التي تستهدف تلك الطفرات المحددة. كان الكثير من هذا الأمل قائمًا على نجاح عقار إيماتينيب (جليفيك) ، وهو دواء مصمم خصيصًا لعلاج سرطان الدم يسمى سرطان الدم النخاعي المزمن (CML). يحدث سرطان الدم النخاعي المزمن بسبب خلل جيني واحد يؤدي إلى إنتاج بروتين معيب يحفز نمو الخلايا غير المنضبط. يرتبط Gleevec بهذا البروتين ، مما يوقف نشاطه ويؤدي إلى نتائج مثيرة في العديد من مرضى سرطان الدم النخاعي المزمن.

لسوء الحظ ، لم يصمد نهج الهدف الواحد والعقار الواحد لمعظم أنواع السرطان الأخرى. وجدت المشاريع الحديثة التي فككت رموز جينومات الخلايا السرطانية مجموعة من الطفرات الجينية المختلفة التي يمكن أن تؤدي إلى نفس السرطان في مرضى مختلفين.

وبالتالي ، بدلاً من محاولة اكتشاف طرق لمهاجمة عدو جيني محدد جيدًا ، يواجه الباحثون الآن احتمال محاربة العديد من الأعداء.

لحسن الحظ ، يمكن تبسيط هذه النظرة المعقدة من خلال النظر في المسارات البيولوجية التي تعطلت بسبب الطفرات الجينية. مع مزيد من البحث حول المسارات البيولوجية والملامح الجينية لأورام معينة ، قد يتمكن مطورو الأدوية من تركيز انتباههم على مسارين أو ثلاثة مسارات فقط. يمكن للمرضى بعد ذلك تلقي الدواء أو العقارين الأكثر احتمالاً لإصلاح المسارات المصابة بأورامهم الخاصة.


يمكن أن يؤدي استشعار الأحماض النووية الذاتية إلى المناعة الذاتية

على الرغم من أن جميع آليات الدفاع الموصوفة أعلاه مصممة للتعرف على الأحماض النووية الميكروبية ، إلا أنها يمكن أن تؤدي في بعض الظروف إلى التعرف على الحمض النووي الريبي والحمض النووي الريبي المضيف وتطوير المناعة الذاتية [47]. عادةً ما تكون المستقبلات TLRs الخاصة بالأحماض النووية موضعية في الحيز الداخلي ، والذي قد يكون بمثابة الحماية ضد التلامس مع الحمض النووي الذاتي [5]. لسوء الحظ بالنسبة للمضيف ، فإن الحمض النووي الريبي والحمض النووي الداخليين قادرين أيضًا على تنشيط TLR7 و TLR9 إذا دخلوا إلى الحيز الداخلي. المصدر المحتمل الغني للحمض النووي الريبي والحمض النووي هو بقايا الخلايا المضيفة التي ماتت بسبب النخر أو موت الخلايا المبرمج. في العادة ، يبدو أن مثل هذه الحطام المبرمج يتم إزالتها بسرعة بواسطة الضامة ، والتي لا تعبر في البشر عن TLR7 أو TLR9. ولكن إذا كان هناك تأخير في التخلص من موت الخلايا المبرمج ، أو إذا كانت هناك أجسام مضادة ذاتية تتفاعل مع المستضدات المكشوفة على الخلايا الأبوطوزية ، فقد يتم توجيه هذه المادة بشكل خاطئ إلى خلايا pDCs و B ، حيث يمكن للأحماض النووية تنشيط TLR7 و / أو TLR9 ، مما يؤدي إلى في إفراز الإنترفيرون من النوع الأول بواسطة pDCs وتمايز الخلايا البائية إلى خلايا البلازما. من المحتمل أن تكون هذه الآلية هي السبب في إفراز pDC من النوع الأول من الإنترفيرون في مرضى الذئبة الحمامية الجهازية (SLE) ، حيث ترتبط زيادة تركيزات مضاد للفيروسات في المصل بنشاط المرض وربما تساهم في التسبب في المرض. في نموذج الفأر لـ SLE ، الموقع الجيني Y مرتبط بالكروموسوم مسرع المناعة الذاتية (يا) يعمل كمسرّع للأمراض ، ويعزز مرض الذئبة الحمراء في سلالات الفئران المعرضة وراثيًا. كشفت الدراسات الجينية الحديثة ذلك يا هو تكرار وانتقال جين TLR7 من كروموسوم X إلى كروموسوم Y ، مما يزيد من جرعة جين TLR7 في الخلية [48 ، 49]. أظهرت دراسات أخرى أن جرعة جين TLR7 مرتبطة ارتباطًا مباشرًا بخطر المناعة الذاتية [50].

TLR-independent mechanisms for the recognition of self nucleic acids also contribute to autoimmunity. Deoxyribo-nuclease II (DNase II) in macrophages cleaves the DNA of engulfed apoptotic cells and of engulfed nuclei that have been expelled from erythroid precursor cells. In mice deficient in DNase II, genomic DNA cannot be degraded and accumulates in the macrophage phagosome, leading to TLR-independent, interferon-mediated autoimmune pathology [51]. Whether DAI or other cytosolic DNA sensors contribute to such autoimmunity awaits further investigation.

The discovery of pattern recognition receptors has thus revolutionized our understanding of innate immunity, explaining why and how multiple and diverse infectious agents are recognized by a limited number of innate immune receptors that trigger antimicrobial responses [1]. We are beginning to appreciate how a variety of such receptors at distinct cellular localizations recognize non-self nucleic acids derived from infectious microorganisms and initiate a proper immune response against them, while at the same time maintaining tolerance to self DNA and RNA to prevent development of autoimmunity. How such a delicate balance is established is not well understood and it probably involves both the receptors themselves and the way host nucleic acids are handled in the cell. For example, sequestration of certain TLRs in the endosomal compartments and packaging of mammalian DNA into high-order chromatin structure may both prevent the accidental activation of innate responses to self nucleic acids. It will also be important to dissect the molecular mechanisms and structural basis of the interactions of these receptors with their ligands, a task that should become easier following the recent elucidation of the structures of several TLRs [52–55]. Finally, the mechanisms underlying the sensing of cytosolic DNA by DAI and other possible factors have not yet been established and await further investigation. Eventually, research on innate recognition of non-self nucleic acids is likely to be translated into the development of new strategies for the prevention and therapy of infectious and autoimmune diseases.


9.3: Response to the Cellular Signal - Biology

Living organisms constantly receive and interpret signals from their environment. Signals can come in the form of light, heat, water, odors, touch, or sound. Cells of multi-cellular organisms also receive signals from other cells, including signals for cell division and differentiation. The majority of cells in our bodies must constantly receive signals that keep them alive and functioning. All organisms also have signaling systems that warn of the presence of pathogens, leading to a protective response.

The key concept is that the many signaling systems of biology have very similar or related steps. The same signaling system can lead to very different responses in different cells or different organisms. Studies of the mechanisms of cell signaling are leading to new understanding of many diseases, and to new strategies for therapy.

تعليمات: The following problems have multiple choice answers. Correct answers are reinforced with a brief explanation. Incorrect answers are linked to tutorials to help solve the problem.

ملخص


شاهد الفيديو: Cytosol.. العصارة الخلوية السيتوسول0 (أغسطس 2022).