Новый взгляд на развитие сердца

Новый взгляд на развитие сердца

Если смотреть на наше тело снаружи, то оно выглядит абсолютно симметричным. Однако многие внутренние органы – включая сердце – сформированы ассиметрично. Правая сторона сердца ответственна за легочный круг кровообращения; левая сторона доставляет кровь ко всем остальным частям тела. Такая асимметрия позволяет сердцу выполнять свою работу эффективно. В исследовании на эмбрионах рыбки данио, исследователи из Центра молекулярной медицины Макса Дельбрюка (MDC) в Бухе (Берлин) доктор Юстут Фееркамп и доктор Салим Сейфрид теперь показали, каким образом правая и левая стороны сердца развиваются по-разному. Полученные данные были опубликованы в журнале Developmental Cell.

Белок под названием Нодал (Nodal) играет важную роль в развитии асимметрии. На ранней стадии развития сердца, Нодал формируется на левой стороне и инициирует многоступенчатый сигнальный каскад, который позволяет кардиальным клеткам-предшественникам на этой стороне перемещаться быстрее. Исследователям удалось пронаблюдать миграцию кардиальных клеток-предшественников у эмбрионов рыбок данио in vivo. Так как эмбрионы прозрачные, при помощи микроскопа можно рассмотреть каждую клетку. В ходе проведения анализа отдельных белков, вовлеченных в асимметричное развитие сердца, доктор Фееркамп и доктор Сейфрид столкнулись с неожиданностью: ранее ученые предполагали, что другая сигнальная молекула, белок Bmp, инициирует миграцию клеток на левой стороне сердца и, соответственно, должна быть там очень активной.

Настоящее исследование, однако, показало обратное: Bmp сокращает подвижность клеток, которые формируют сердце. Белок Нодал упорядочивает этот процесс, активируя фермент Has2. Это в свою очередь сокращает активность Bmp на левой стороне. Таким образом, клетки левой стороны сердца мигрируют быстрее, и формируют в итоге функциональное, асимметричное сердце. Тем не менее, когда исследователи отрегулировали эксперименты таким образом, что отдельные белки сигнального каскада стали экспрессироваться на повышенном или пониженном уровне, кардиальные клетки продемонстрировали легкие различия в уровне подвижности клеток при «случайном блуждании». Это привело к развитию сердец, которые были абсолютно симметричными, или сердец с латерально инвертированными сторонами.

Многие из пороков развития сердца у эмбрионов рыбок данио также встречаются и у людей. Часто нарушения асимметрии поражают не только сердце, но и другие органы, например селезенку. Ее может не быть, или же могут сформироваться две селезенки. В зависимости от степени тяжести нарушений, серьезность проблем у людей, у которых такие нарушения возникли, варьируется. Помимо этого, вполне возможно, что процесс, идентифицированный исследователями, вовлечен и в развитие заболеваний, в которых большую роль играет миграция клеток.


Источник:
sciencedaily.com