B-1 INTEGRIN AS A POTENTIAL THERAPEUTIC TARGET FOR SECONDARY CATARACT

Abstract

Full Text

Для большинства тканей позвоночных описана небольшая популяция стволовых клеток, которая обеспечивает их постоянное обновление и регенерацию. В хрусталике глаза позвоночных такие клетки локализованы в эпителии хрусталика (ЭХ) экваториальной области. После удаления катаракты в капсуле хрусталика сохраняется небольшое количество клеток ЭХ, которые могут разрастаться по искусственному хрусталику и вызывать вторичное помутнение. Для предотвращения развития вторичной катаракты необходимо тем или иным способом подавить пролиферацию и элиминировать эти клетки. Пролиферация, миграция и дифференцировка стволовых клеток во многом контролируется их микроокружением. Центральными звеньями в системе «стволовая клетка-микроокружение» являются трансмембранные белки интегрины. Они служат одновременно механосенсорами и механотрансдук-торами, а также являются рецепторами внеклеточного матрикса. Функциональный рецептор состоит из двух субъединиц: a и b, причем b1 интегрин является ключевым в системе адгезии, так как образует комплексы практически со всеми a интегринами. Мы изучили роль b1 интегрина в морфогенезе и дифференцировке хрусталика мыши. С помощью Cre-Lox-системы были получены три типа локального (conditional) нокаута гена Ь1-интегрина в хрусталике зародышей мыши, которые различались по контролю экспрессии Cre-рекомбиназы. 1. Генная конструкция с энхансером гена Pax6 обеспечивала нокаут во всех клетках хрусталика, начиная с момента его индукции (8.5 сут эмбрионального развития). Инвагинация эктодермы и формирование хрусталикового пузырька протекали нормально, однако ЭХ отсутствовал вследствие дифференцировки всех его клеток в волокна. Позже клетки хрусталика подвергались апоптозу, и у взрослых мышей наблюдалась анофтальмия. 2. Генная конструкция с промотором гена aA-кристаллина обеспечивала нокаут только в дифференцированных клетках хрусталика (волокнах), начиная с 10.5 сут. развития (начало дифференцировки первичных волокон). Хрусталик формировался относительно нормально, однако у взрослых мышей развивалась катаракта из-за нарушения пространственной организации волокон. 3. Комбинация промотора гена aA-кристаллина и энхансера гена Pax6 обеспечивала нокаут во всех клетках хрусталика, начиная с 10.5 сут. развития. В хрусталике зародышей выявлены апоптоз клеток ЭХ и развитие фиброза. У взрослых мышей наблюдалась микрофтальмия. Таким образом, эффект нокаута гена И-интегрина в хрусталике глаза зависит от времени инициации нокаута и его клеточной локализации. Очевидно, b1 интегрин участвует в поддержании жизнеспособности клоногенных клеток ЭХ, предотвращая их апоптоз и преждевременную терминальную дифференцировку в волокна. Наши данные свидетельствуют о возможности использования М-интегрина в качестве мишени при генной терапии вторичной катаракты для элиминации остаточных клеток ЭХ. Работа поддержана Российским фондом фундаментальных исследований (грант 12-04-00186-а) и Национальным Институтом глаза США (National Eye Institute, грант EY015279).