«Мы успешно разработали первую модель мыши для Аликс, которая позволяет нам изучать последствия потери функции Аликс in vivo. Мы были заинтригованы возникновением гидроцефалии в мозге этих мышей и начали исследовать структуры в мозге, которые могут быть вовлечены сосудистое сплетение и реснитчатая эпендима », — сказала автор-корреспондент Алессандра д’Аццо, доктор философии, которая заведует кафедрой генетики и генной терапии« Ювелиры для детей »в Сент-Джуде. «Наше исследование раскрывает центральную роль, которую Аликс играет не только в сохранении общей архитектуры эпителия и эпителиального барьера, но и того, как этот белок способствует поддержанию гомеостаза мозга».Исследователи тщательно изучили, как Аликс выполняет эти функции, чтобы способствовать правильной сборке и расположению специализированных межклеточных соединений между эпителиальными клетками, называемых плотными соединениями. Взаимодействуя с актиновым цитоскелетом под внешней мембраной клетки и другими структурными белками плотных контактов, Alix обеспечивает образование комплекса плотных контактов с актомиозином в определенном положении между соседними клетками.
Таким образом, Аликс функционирует как «молекулярный мост», который также определяет полярность отдельных эпителиальных клеток, а именно то, как клетки ориентированы относительно друг друга в слое эпителиальных клеток.«Мы показали, что потеря Alix вызывает серьезные дефекты в сборке актомиозина и образование плотных контактов. Эти изменения настолько фундаментальны, что приводят к заметным изменениям формы клеток и потере полярности клеток, изменениям, которые в конечном итоге влияют на эпителиальный барьер», — пояснил d — Аззо.
Эпителиальный барьер в сосудистом сплетении головного мозга — это поверхность раздела кровь-спинномозговая жидкость. Это критически важная точка контроля движения основных ионов, молекул и других метаболитов, некоторые из которых помогают поддерживать сбалансированное производство спинномозговой жидкости. С одной стороны, спинномозговая жидкость служит защитным барьером от механических повреждений и болезней. Однако чрезмерное накопление может привести к неблагоприятным состояниям здоровья, таким как гидроцефалия, как было отмечено в этом исследовании.
Иван Кампос, младший научный сотрудник отдела генетики Сент-Джуда и первый автор статьи, сыграл важную роль в определении точной роли Аликс в сосудистом сплетении мозга и связал эту роль с болезнью. Это было чрезвычайно сложно, поскольку Аликс приписывали множество разнородных функций в разных типах клеток. «Мы широко использовали современные методы визуализации с высоким разрешением, чтобы визуализировать влияние дефицита Аликс на общую организацию эпителия сосудистого сплетения», — сказал Кампос.Именно благодаря анализу этих изображений с высоким разрешением команда сделала важное наблюдение, что потеря Аликс приводит к увеличению количества клеток, пойманных в процессе выхода из эпителиального слоя. Процесс, называемый «экструзия клеток», представляет собой способ, которым новая клетка заменяет существующую в эпителии, «выталкивая» клетку, которую нужно выбросить. «Это важный физиологический механизм для упорядоченного удаления клеток из эпителиального слоя, но когда он выходит из-под контроля, он оказывает очень разрушительное воздействие», — сказал Кампос.
В других исследованиях неограниченная экструзия эпителиальных клеток была связана с инвазией опухолевых клеток и метастазированием.Забегая вперед, эта недавно созданная модель мыши предлагает далеко идущие возможности для изучения молекулярных основ гидроцефалии, довольно распространенного клинического состояния у людей, причины которого часто неизвестны.
Кроме того, комбинация дефектного эпителиального барьера и аномальной экструзии эпителиальных клеток, наблюдаемая в этой мышиной модели, может быть дополнительно использована для изучения роли Alix в развитии рака.