Informație

Stroma lamellum și grannum lamellum sunt la fel?


Am o imagine în manualul meu care mă încurcă cu privire la diferența lor. Am încercat să caut câteva informații pe internet, dar nu am putut clarifica. Vă rog să mă ajutați.


Voi încerca să ajut. Dar, în viitor, vă rugăm să postați o imagine a diagramei confuze pentru a ne ajuta să vă ajutăm.

Editați | ×: acum că vă văd diagrama, nu sunt sigur dacă acest răspuns este util. Va lua în considerare din nou și, eventual, va edita acest răspuns. Vă mulțumim că l-ați inclus!

Lamelele Grana se referă la lamele (membrane) în contact direct cu stive fotosintetice (grana), unde lamelele stroma sunt cele care se conectează între stive individuale (vezi aici). Înțeleg că este funcțional și compozițional foarte asemănător, singura diferență fiind regiunea lamelelor în cauză (link către hârtie, scuze pentru JSTOR paywall). Consultați pagina Wikipedia pentru cloroplaste pentru mai multe diagrame. Poate unul aici va ajuta acest lucru să aibă mai mult sens pentru tine!


Note de curs, cursurile 7 și 8, Tipuri de mușchi, Cartilaj osos și amp

1 Întrebări și contact Școala medicală și biologică moleculară a școlii CB04.06.66C (NUMAI pe programare) Telefon: 9514 4157 E-mail: [email protected] Linia de subiect TREBUIE să înceapă cu „91500 Histologie”

2 Histologie de text prescris A Text și Atlas 6 ed. 2011, Ross MH și ampampamp Pawlina W, Lippincott Williams și Wilkins Publ Alte atlase utile, de înlocuire, care pot fi achiziționate la mâna a doua, multe dintre acestea nu vor avea suficiente informații factuale, dar sunt bune pentru morfologie (țesut structură)  Histologie și biologie celulară: o introducere în patologie ed. a III-a. 2012 Kierszenbaum A și Tres T, Mosby Publ. Las Atlasul de histologie al DeFiore cu corelații funcționale, Eroshenko VP, ediția a XII-a. 2012, Point - / Lippincott, Williams și Wilkins Publ.  Atlas de histologie funcțională ed. A II-a. 2010, Kerr JB, Mosby Publ. (majoritatea imaginilor provin din prima ediție)  Atlas de histologie cu corelații funcționale și clinice 2010, Dongmei C, Daley W, Fratkin JD, Haines DE, Lynch JC, Naftel JP și Yang G, Wolters Kluwer / Lippincott, Williams și Wilkins Publ . Hist Histologia de bază a lui Junqueira, ediția a XII-a. 2010, Mescher AL, Lange / McGraw Hill Publ.  Color Atlas of Histology, ed. A V-a. 2009, Gartner LP și Hiatt JL, Lippincott, Williams și Wilkins Publ.  Netter’s Essential Histology, 2008, Ovalle WK și Nahirney PC, Saunders- Elsevier Publ.

  1. Cunoașteți caracteristicile histologice de bază ale celor trei tipuri de mușchi și puteți descrie diferențele cheie.
  2. Corelați caracteristicile histologice ale celor trei tipuri de mușchi cu funcțiile lor cheie.
  3. Oferiți exemple de locații pentru cele trei tipuri diferite de mușchi.

5 tipuri de histologie musculară: - scheletice - netede - cardiace

Mușchiul scheletic  Sarcolema

Organizarea musculaturii scheletice Ross Kaye și ampampamp Pawlina Figura 10.3 - Imagine

Unitatea de bază contractilă - Sarcomere  Miofibrile

 Miofibrilele legate în serie

Fibra musculară scheletică  Grup de celule musculare scheletice

 Nucleii localizați la periferia fibrelor  Endomisiu  Perimisiu

 Epimisium înconjoară întregul mușchi

o Număr mare în mușchii posturali ai gâtului și proporțional spate și picioare. Fibrele de tip II A (contracție rapidă sau oxidativ rapid)  Conțin cantități foarte mari de mioglobină, mitocondrii și capilare sanguine.  Fibrele de tip II A sunt roșii, au o capacitate foarte mare de a genera ATP prin procese metabolice oxidative, împart ATP la o viteză foarte rapidă  Au o viteză de contracție rapidă și sunt rezistente la oboseală. o Astfel de fibre se găsesc rar la om. Fibrele de tip II B (contracție rapidă sau glicolitice rapide)  Conțin un conținut scăzut de mioglobină, puține mitocondrii, puține capilare sanguine și cantități mari de glicogen  Fibrele de tip II B sunt albe, orientate pentru a genera ATP prin procese metabolice anaerobe, neputând furniza fibrele musculare scheletice continuu cu ATP suficient, obosesc cu ușurință, împart ATP într-un ritm rapid și au o viteză de contracție rapidă. o Găsit în număr mare în mușchii brațelor și umerilor.

Machiajul muscular - NU EXAMINABIL  Majoritatea mușchilor scheletici ai corpului sunt un amestec de toate cele trei tipuri. Proporția variază în funcție de acțiunea obișnuită a mușchiului. fibrele musculare ale oricărei unități motorii sunt la fel  Fibrele musculare scheletice diferite depind de nevoie o Activarea diferitelor unități motorii este determinată în creier și

o Pentru o contracție slabă, numai fibrele de tip I sunt activate de lor

o Contracție mai puternică atunci unitățile motorii din fibrele de tip II A sunt

o Contracția maximă activează ambele unități motorii de tip IIA și ampampamp II B

Modificarea tipului de fibre pentru exerciții - NU EXAMINABIL  Exerciții de rezistență - alergare sau înot o Cauză o transformare treptată a fibrelor de tip II B în fibre de tip II A o Fibrele musculare prezintă o ușoară creștere a diametrului, mitocondriile,

o Rezultatul modificărilor cardiovasculare și respiratorii care cauzează scheletul

 Rezistență mare pentru perioade scurte - ridicarea greutății o Produce o creștere a dimensiunii și rezistenței fibrelor de tip II B o Datorită sintezei crescute a clădirii miofilamentelor subțiri și groase

 Antrenament sprint o Construiește super-rapidul (IIb) o Poate elibera hormonul de creștere indus de efort.

  1. Caracteristici ale fibrelor musculare scheletice - NU SUNT EXAMINABILE  Numărul diferitelor fibre musculare scheletice nu se modifică o Caracteristicile celor prezenți pot fi modificate.  Adulții au ≈ 60% fibre musculare rapide și ampampamp 40% tip fibre cu fibre cu contracție lentă

1 X5 X

Fibre Fibre tip I Fibre tip II A Fibre tip II B.

Timp de contracție Lent Rapid Foarte rapid

Mărimea neuronului motor Mici Mare Foarte mare

Rezistență la oboseală Ridicat Intermediar Scăzut

Activitate utilizată pentru aerobic Anaerob pe termen lung

Producția forței Scăzut Înalt Foarte mare

Densitate mitocondrială ridicată ridicată scăzută

Densitate capilară Înalt Intermediar Scăzut

Capacitate oxidativă Ridicat Ridicat Scăzut

Capacitate glicolitică Scăzut Ridicat Ridicat

Combustibil de stocare major Triglyceri des CP, Glicogen CP, Glicogen

Mușchi neted  Celule individuale cu nuclee centrale  Dimensiuni reduse  Ne-striate, dar conțin actină și ampampamp miozină care traversează citoplasma (nu în jurul nucleului)

 Inervat slab de sistemul autonom o Componente simpatice parasimpatice și ampampamp

Regenerarea musculaturii netede  Păstrează capacitatea regenerativă  Deci poate prolifera și regenera musculatura netedă pierdută

Smooth Muscle Cells LP Kerr Figura 5.17a - Imagine

Celule musculare netede HP Kerr Figura 5.17c - Imagine

EM. Celule musculare netede Kerr Figura 5.18a - Imagine

EM. Celule musculare netede Corpuri dense Kerr Figura 5.18b- Imagine

Diagrama Contracția celulelor musculare netede - Imagine http://www.cytochemistry.net/microanatomy/muscle/ smooth_muscle_2001.htm

Locații musculare netede  vene și ampampamp arteriale  plămâni  intestin  gall & ampampamp vezici urinare  uter  ureter și ampampamp trompa uterină  stromă fibromusculară a prostatei

Mușchiul neted al lui Gut Kerr Figura 13.24 - Imagine

Mușchiul neted al intestinului HP Secțiunea de plastic Kerr Figura 5.17d - Imagine

Mușchiul neted al traheei Kerr Figura 11.4 c- Imagine

Mușchiul neted al arterei musculare Kerr Figura 7.8b Imagine

Mușchiul neted al stromului prostatic Kerr Figura 18.20b- Imagine

  1. Rezumatul vizual al tuturor tipurilor de mușchi - Diagrama - Figura 11.1 Histologie de bază Ed. 4 Junqueira LC & ampampamp & ampampamp Carneiro J, Lange Publ 1983

Histologia cartilajului și a oaselor

Descrieți structura, compoziția chimică și diferențele funcționale ale osului compact și țesut.

Enumerați diferențele structurale ale celor 3 tipuri de cartilaj.

Să fie capabil să descrie dezvoltarea osoasă în placa de creștere epifizară.

Diferențiați structura matricei și importanța funcțională a matricelor osoase și cartilaginoase.

Denumiți cele 3 tipuri de articulații și descrieți structura și funcția articulației sinoviale.

Cunoscute și sub numele de țesuturi conective  Osul  Cartilajul  Articulațiile

Șeful Femur XS Kerr fig 9.10a - imagine

Tipuri de os  Os lamelar (80% din greutatea scheletului) o De asemenea, cunoscut sub numele de os cortical, compact sau dens. de os interior o În vindecarea osului este precursorul imatur

Canceros în comparație cu osul compact Ross, Kaye și Pawlina fig

Compoziție celulară osoasă  Celulă osteoprogenitoare o Cunoscute sub numele de celule de căptușeală osoasă ale osteelor ​​peri- și finale-o Mesenchimale de origine, sunt asemănătoare fibroblastelor (fibroblastoidiene)  Osteoblast o Celule care formează oase Reglează mineralizarea osoasă  Osteocite o Celule calmante care reglează calciu seric & ampampamp fosfat  Osteoclaste o Macrofage / remodelator o Produce colagenaze

Periost și Spicule osoase Kerr fig 9.4b - imagine

EM al stratului de creștere osoasă al osteocitelor Ross, Kaye și Pawlina fig 8.

Remodelarea osteonilor Kerr fig 9.5a - imagine

Ramificarea sistemului Osteon Kerr fig 9.5c - imagine

Osteon al osului lamelar  Cilindri stratificați de colagen  Lacunele de osteocite între fiecare strat (sau lamelă)  Canaliculele radiază din fiecare lacună și găzduiesc procesele celulare ale osteocitelor  Central - Canalul Haversian conține componente neurovasculare

Osul de pământ: osteoni și lacune Kerr fig 9.3a - imagine

Os de pământ Lumină polarizată care evidențiază colagenul Kerr fig 9.2b - imagine

Osteocite în lacune cu canale fine de comunicare Kerr fig

Canalele interlacunare Kerr fig 9.3d - imagine

Os țesut  În interiorul oaselor lungi  Colagenul rulează în diferite direcții  Orientat către sarcini mecanice și tensiuni de ampampamp care acționează asupra osului  Căptușit de osteoblaste

Capul osului lung Kerr fig 9.2a - imagine

Capul osului lung Kerr fig 9.4a - imagine

Os spongios Kerr fig 9.10b - imagine

Cartilaj  Nu se regenerează  Este avascular (fără aport de sânge)  Nutrienți prin difuzie din perichondru și ampampamp lichid sinovial  Formează placa de creștere osoasă o Cunoscută sub numele de placa epifizară

Cartilajul osului în curs de dezvoltare, primul semn de osificare este formarea vaselor de sânge Kerr fig 9.8d - imagine

Mineralizarea cartilajului la placa epifizară Kerr fig 9.11a - imagine

Creșterea osului endocondral Kerr fig 9.8e- imagine

Placa de creștere epifizară Kerr fig 9.10a - imagine

Funcția cartilajului  Suprafață fără frecare pentru o mișcare lină  Absorbție la șocuri  Rezistă la stres mecanic

Structura cartilajului - Celule  Celule o Condroblaste

Interfața osului și cartilajului Kerr fig 9.16 - imagine

Creșterea cartilajului Kerr fig 9.11d - imagine

Structura cartilajului - Matrice matricială (asemănătoare gelului)  Glicozaminoglicanii (GAG)  Acidul hialuronic, condroitina și ampampamp keratan sulfați care s-au agregat cu fibrile de colagen  Proteoglicani  Colagen  Hidratat (între 60 și 78% apă) legat de GAG-uri încărcate negativ

Chimia cartilajului Concepte de bază în biologie celulară și ampampamp histologie 2000 JC McKenzie și ampampamp RM Klein, McGraw-Hill Publ. Figura 14.1 - imagine


Abstract

Metastaza rămâne cea mai mare provocare în gestionarea clinică a cancerului. Motilitatea celulară este un comportament celular fundamental și antic care contribuie la metastazare și este conservat în organisme simple. În această revizuire, evaluăm ideile relevante pentru cancerul uman care sunt derivate din studiul motilității celulare la organismele model non-mamifere. Dictyostelium discoideum, Caenorhabditis elegans, Drosophila melanogaster și Danio rerio permit observarea directă a celulelor care se mișcă în medii complexe native și se pretează la screening la scară largă genetică și farmacologică. Evidențiem idei derivate din fiecare dintre aceste organisme, inclusiv rețeaua de semnalizare detaliată care guvernează chemotaxia către chemokine, un mecanism nou de invazie a membranei bazale, rolul pozitiv al E-cadherinei în detectarea direcției colective, identificarea și optimizarea inhibitorilor kinazei pentru cancerul tiroidian metastatic. pe baza muncii la muște și a valorii peștilor zebră pentru imagistica vie, în special a remodelării vasculare și a interacțiunilor dintre celulele tumorale și țesuturile gazdă. În timp ce motilitatea celulelor tumorale și a anumitor celule gazdă promovează răspândirea metastatică, motilitatea celulelor T reactive la tumoră crește probabil efectele lor antitumorale. Prin urmare, este important să se elucideze mecanismele care stau la baza tuturor tipurilor de motilitate celulară, cu scopul final de a identifica terapii combinate care vor crește motilitatea celulelor benefice și vor bloca răspândirea celulelor dăunătoare.


REZULTATE

Localizarea dinamică a miozinei

Folosind microscopia confocală, am observat migrarea celulelor de frontieră în direct și la o rezoluție spațio-temporală ridicată în timpul delaminării (Figura 1 Film suplimentar S1). Primele modificări morfologice după specificația destinului celulei de graniță sunt că clusterul se rotunjește și celulele multiple se extind și retrag proeminențe bogate în actină timp de ∼1 h (Figura 1, D-F). În cele din urmă apare o singură celulă lider cu o proeminență dominantă înainte (Figura 1G). Pe măsură ce celula plumb se deplasează înainte, celule suplimentare se delaminează din epiteliu (Figura 1H), detașându-se în cele din urmă de celulele epiteliale care rămân în spate (Figura 1I).

Deoarece miozina II se asamblează în cooperare pe filamente contractile, acumulându-se la cele mai înalte niveluri în locurile unde este activă (Uehara și colab., 2010), am examinat localizarea acestuia împreună cu F-actina în timpul migrării celulelor de graniță. Am folosit o formă marcată fluorescent a lanțului ușor de miozină, cunoscută în Drosophila ca Spaghetti squash (Sqh). Proteina de fuziune Sqh-mCherry este exprimată sub secvențele reglatoare genomice endogene și este pe deplin funcțională (Martin și colab., 2009). Ca E-cad (Cai și colab., 2014), Sqh-mCherry se acumulează la niveluri mai ridicate în celulele somatice decât în ​​linia germinativă (Figura 2, A-D), chiar dacă linia germinativă conține niveluri ridicate de F-actină (Figura 2, A și B). Proteina Sqh-mCherry este prezentă în celulele de frontieră pe tot parcursul migrației și este îmbogățită lângă suprafețele apicale ale tuturor celulelor foliculare (Figura 2, A-D), inclusiv celulele polare (Figura 2E). Un model similar este observat cu un Sqh-GFP și Sqh-TS :: GFP (Figura suplimentară S1), deși etichetarea celulelor polare apicale este mai proeminentă cu fuziunea mCherry. Eliminarea Sqh de către ARNi în celulele polare nu are ca rezultat un fenotip detectabil (Majumder și colab., 2012), dar acumularea Sqh servește ca un marker util al poziției celulei polare și a laturii apicale a clusterului.

FIGURA 2: Distribuție de spaghete squash (sqh) în timpul migrării celulei de frontieră. (A – D) Proiecții de intensitate maximă a camerelor de ou fixe în etapele 9 (A, C) și 10 (B, D) marcate cu faloidină pentru F-actină (verde), Hoechst (albastru) și exprimarea Sqh-mCherry exprimată din promotorul său endogen și colorat folosind un anticorp anti-mCherry. Săgeata indică poziția celulei de margine, iar vârful săgeții indică suprafețele apicale ale celulelor foliculului posterior (C). (E-M) Proiecții de intensitate maximă cu mărire mare a localizării Sqh-mCherry în timpul delaminării (E, H, K), migrației medii (F, I, L) și la finalizarea migrației (G, J, M). Săgețile albe indică acumularea de Sqh-mCherry la baza proeminențelor (E), la periferia clusterului (F) și suprafețele apicale ale celulei polare (p) orientate spre ovocit după andocare în stadiul 10 (G). Barele de scalare din A – D și E-M sunt aceleași. Toate barele de scară sunt de 20 µm.

În imaginile fixe ale celulelor de frontieră exterioare, migratoare, modelul Sqh-mCherry se suprapune doar parțial cu actina F (Figura 2, H-M). Modelul Sqh-mCherry nu este identic de la un cluster la altul, sugerând că este dinamic. Am observat acumularea proeminentă de Sqh-mCherry la baza proeminențelor (Figura 2, E și K). În plus, patch-uri de Sqh-mCherry sunt evidente la periferia unor clustere în timpul migrației (Figura 2, F și L), în concordanță cu un raport anterior de flash-uri Sqh dinamice în timpul migrației (Aranjuez și colab., 2016). La sfârșitul migrației, miozina se acumulează apical în cluster la interfața celulei de frontieră / ovocit (Figura 2, G și M).

Pentru a determina în ce măsură miozina se colocalizează cu E-cad în celulele de frontieră migratoare, am etichetat clusterele Sqh-mCherry-exprimând cu anticorp anti-E-cad și le-am imaginat folosind microscopie confocală. E-cad și Sqh-mCherry s-au colocalizat extensiv (Figura 3, A – C). Mai mult, imagistica Airyscan a probelor fixe cu semnale GFP și mCherry amplificate la rezoluție laterală și axială ridicată a dezvăluit un grad ridicat de colocalizare E-cad și Sqh la joncțiunile celulă-celulă din cadrul celulelor de frontieră și suprafețelor apicale ale celulelor polare (Figura 3 , D-I Figura suplimentară S2).

FIGURA 3: Colocalizarea Sqh și E-cad în timpul migrării celulei de frontieră. Proiecții de intensitate maximă a camerei de ou fixe care exprimă Sqh-mCherry la niveluri endogene (marcate de mCherry în magenta) și marcate pentru E-cad (verde) (A – C). (D – I) Vederi cu mărire ridicată a unor felii Airyscan unice de clustere fixe de celule de graniță la planurile joncționale (D – F) și apicale (G – I). Săgețile albe marchează joncțiunile de la celulă la graniță. D reprezintă suprapunerea lui E și F. G reprezintă suprapunerea lui H și I. Proiecții de intensitate maximă a imaginii time-lapse pentru (J, K) Sqh-mCherry și (M, N) E-cad-GFP. Sunt reprezentate joncțiunile celulare (săgeți albe) și celulele polare (p). Liniile galbene indică regiunea utilizată pentru a genera kimografiile corespunzătoare pe durata filmelor prezentate în L și O. Barele de scară din A – C, D – I, J și K, M și N și L, O sunt aceleași. Barele de scară sunt de 20 µm (A – N) și 5 µm (L – O).

Pentru a compara dinamica lor, am luat z-stacks de Sqh și E-cad timp de 8 minute (Filme suplimentare 2 și 3). Pentru a limita fototoxicitatea, au fost utilizate intensități laser reduse, astfel încât au fost detectate doar cele mai strălucitoare bazine de miozină și E-cad (Figura 3, J, K, M și N). Kimografiile din clustere reprezentative prezintă puncte Sqh-mCherry joncționale care apar și dispar cu un timp de înjumătățire de 30 s (Figura 3L), în timp ce E-cad este stabil timp de cel puțin 20 de minute (Figura 3O și date nepublicate). Astfel, imagistica în direct a dezvăluit că miozina este mai dinamică decât E-cad.

Cerința pentru miozina II în comunicarea celulă-celulă

Deoarece Sqh și E-cad se colocalizează, iar E-cad este propus pentru a cupla mecanic celulele de frontieră, am testat dacă miozina contribuie și la cuplarea mecanică. Pentru a testa ipoteza că activitatea miozinei cuplează mecanic celulele către adepți, am inhibat expresia sau activitatea miozinei în trei moduri diferite (Figura 4, A-E). În primul rând, am doborât expresia lanțului ușor folosind RNAi (Figura 4B). În al doilea rând, am exprimat o formă nefosforilatabilă a lanțului ușor (Figura 4C), care acționează probabil ca un dominant-negativ (Jordan și Karess, 1997). În cele din urmă, am blocat expresia lanțului greu de miozină, cunoscut sub numele de Zipper (Zip) folosind RNAi (Figura 4D). Fiecare dintre aceste manipulări a dus la o fracțiune semnificativă de clustere care prezintă multiple proeminențe ectopice (Figura 4E). Dacă contractilitatea mediată de miozină cuplează celulele de plumb cu adepții, atunci ne-am aștepta ca celulele adepte de tip sălbatic în contact cu un lider cu deficit de Sqh să prezinte proeminențe în exces. Pentru a testa acest lucru, am generat grupuri de celule de graniță compuse dintr-un amestec de tipuri sălbatice și celule care exprimă Sqh RNAi (Figura 4, F-L). Celulele adepte de tip sălbatic au prezentat într-adevăr excesele excesive atunci când sunt în contact cu celulele de plumb sărăcite de Sqh (Figura 4, G și L Figura suplimentară S3 Filme suplimentare S4 și S5). Imagistica în direct a grupurilor cu Sqh redus a arătat o frecvență generală mai mare a proeminențelor laterale ectopice care sunt mai longevive decât cele observate la controalele de tip sălbatic (Figura suplimentară S4 Filme suplimentare S6-S8).

FIGURA 4: Miozina este necesară pentru comunicarea celulară. (A – D) Imagistica fixă ​​a camerelor de ou colorate c306-Gal4 cada-GAL80ts conducere UAS-Lifeact-GFP împreună cu cele indicate UAS-transgenele. (E) Parcele de cutii de proeminențe ectopice în clustere din A-D (n) reprezintă numărul total de clustere numărate din cel puțin trei cruci independente. Efect nonautonom al eliminării Sqh asupra formării proeminenței în controlul (F, H, K) și (G, I, L) sqh-RNAi clone flip-out. Regiunea clonală este marcată de anticorp anti-GFP (H, I) pentru a arăta proeminențe autonome. Proeminențele nautonomice sunt prezentate prin colorarea faloidinei F-actină (săgeți albe, G, L). (J) Cuantificarea proeminențelor ectopice neautonome. The y-axa indică procentul de clustere cu proeminențe în celule GFP-negative n = numărul de clustere de celule de frontieră numărate. Statistica reprezintă nepereche t Test ***p & lt 0,001, **p & lt 0,01, *p & lt 0,05. Barele de scalare din A – D și F – L sunt aceleași. Toate barele de scară sunt de 20 µm.

În mod normal, proeminențele din celula de plumb (celula cea mai apropiată de ovocit) au o durată de viață mai lungă și mai lungă decât proeminențele din alte celule ale clusterului (Prasad și Montell, 2007). Micul GTPase Rac este esențial pentru proeminența și migrarea celulelor de graniță (Murphy și Montell, 1996), iar activitatea sa este cea mai mare în celulele proeminente (Wang și colab., 2010). Mai mult, stimularea focală a unei forme fotoactivabile de Rac (PA-Rac) într-o celulă este suficientă pentru a conduce întregul cluster (Wang și colab., 2010). PA-Rac în celula plumb accelerează mișcarea direcționată înainte, în timp ce activarea Rac în celula din spate inversează direcția mișcării clusterului (Wang și colab., 2010) (Figura 5, A și B). În ambele cazuri, activarea Rac într-o celulă stimulează proeminența în celula activată și inhibă proeminența altor celule (Wang și colab., 2010) (Figura 5, A și B). Astfel, celula proeminentă conduce întregul grup. E-cad este esențial pentru această comunicare celulă-celulă (Cai și colab., 2014). Pentru a testa ipoteza că mioza este necesară în mod similar, am exprimat PA-Rac împreună cu mp ARNi și Rac fotoactivat în celula din spate. Proeminențele au fost definite și cuantificate așa cum s-a descris anterior (Wang și colab., 2018). Inhibarea Sqh a dus la proeminențe multiple, nu numai în celula stimulată, ci și din alte celule (Figura 5, C-E). Concluzionăm că celula proeminentă inhibă proeminența în următoarele celule într-o manieră dependentă de miozină II. Rezultatele au fost similare pentru grupurile imaginate aproape de începutul migrației lor (Figura 5, C-E) sau aproape de sfârșit (Figura Suplimentară S5).

FIGURA 5: Mioza este necesară pentru distribuirea activității Rac în grupuri de celule de graniță. (A – D) Imagistica în direct a PA-Rac în slbo-Gal4 control (A, B) sau UAS-sqh RNAi–Exprimarea clusterelor (C, D). (A, C) Cercul alb indică regiunea iluminată. (B, D) Pozițiile clusterului și morfologia au fost marcate folosind semnalul mCherry în PA-Rac care conțin muște înainte (magenta) și după (verde) 30 min de fotoactivare. Săgețile albe indică proeminențe ectopice. (E) Numărul total de proeminențe observate pe grup pentru fiecare genotip. Rezultate similare au fost observate dacă clusterele au fost observate aproape de începutul migrației (Anterior) sau aproape de sfârșit (Posterior) (n) indică numărul de clustere evaluate. (F – L) Imagistica ratometrică a slbo-Gal4 conducere UAS-Rac FRET. Sunt prezentate exemple de clustere proeminente (F, H, K) sau neprotruzive (G, I, L). Clustere de control exprimate UAS-alb RNAi. Celulele polare (p) nu exprimă slbo-Gal4. (J) Raportul față / spate al semnalelor FRET măsurate pentru genotipurile indicate în clustere proeminente și neprotruzive (n) indică numărul de clustere imaginate. Barele de scalare din A – D și F – L sunt aceleași. Toate barele de scară sunt de 20 µm. Toate datele au fost analizate prin ANOVA unidirecțională cu analiza post-hoc a lui Tukey Kramer. ****p & lt 0.0001, ***p & lt 0,001, **p & lt 0,01.

Pentru a investiga mecanismul acestei restricții de proeminență mediată de miozină, am evaluat efectele modificării expresiei sau activității miozinei asupra modelului activării Rac în grupurile de celule de graniță (Figura 5, F-L). În grupurile de tip sălbatic, activitatea Rac este cea mai mare în proeminențe (Wang și colab., 2010), în special în timp ce se extind. Proeminențele celulelor de plumb prezintă în mod obișnuit cea mai mare activitate Rac (Figura 5F), în timp ce grupurile neprotrudate nu prezintă activitate Rac mai mare în celula de plumb (Figura 5G). Pentru a testa efectul miozinei asupra distribuției activității Rac, am exprimat sonda Rac FRET stabilită în celulele de frontieră împreună cu mp ARNi. Clusterele care exprimă Sqh RNAi au arătat o îmbogățire frontală redusă a activității Rac în raport cu clusterele de control (Figura 5, H și J). Astfel, activitatea miozinei este esențială pentru asimetria activării Rac observată în grupurile proeminente. Exprimarea unei versiuni fosfomimetice a Sqh (SqhE20E21), concepută pentru a provoca activarea constitutivă (Hannaford și colab., 2018), au avut un efect similar (Figura 5, J – L), arătând că reglarea spațială și / sau temporală a activității miozinei este esențială pentru stabilirea activității Rac asimetrice.

Distribuția miozinei depinde de E-cad

Deoarece miozina și E-cad se colocalizează și funcționează în comunicarea celulă-celulă, am întrebat dacă miozina este recrutată într-o manieră dependentă de E-cad. Am comparat distribuția Sqh-mCherry în grupurile de control cu ​​cele cu expresie redusă a E-cad (Figura 6, A-H). Mai multe linii de ARNi validate care au potențial variabil sunt disponibile pentru E-cad (Tabelul suplimentar S1). Deoarece celulele de frontieră cu eliminarea completă a E-cad migrează rar (Niewiadomska și colab., 1999 Cai și colab., 2014), am efectuat experimente la temperatură scăzută (18 ° C) care produc un defect ușor de migrație pentru a analiza efectul asupra miozinei. Deși această abordare riscă să subestimeze efectul fenotipic, ne-am gândit că este important să comparăm grupurile de control migrator și de eliminare decât să comparăm grupurile de control migrator cu grupurile imediate de eliminare E-cad. La eliminarea parțială a cadrului E-cad, am observat atât clustere proeminente, cât și clustere rotunjite, ca și în controale (Figura 6, Filme Suplimentare A-H S9-S14). Clusterele ambelor morfologii au prezentat miozină corticală redusă semnificativ în comparație cu martorii (Figura 6I). Pentru a cuantifica efectul, am folosit imagini confocale cu scanare laser pentru a captura filme time-lapse de celule de frontieră migratoare etichetate cu Lifeact-GFP și Sqh-mCherry. Folosind software-ul de analiză a imaginii Imaris, am segmentat clusterul de celule de frontieră pe baza canalului Lifeact-GFP și apoi am izolat perimetrul clusterului (Suplimental Movie S15). Am folosit canalul Sqh-mCherry pentru a măsura nivelurile de miozină corticală normalizate la semnalul Sqh-mCherry din celulele asistente adiacente grupului de celule de frontieră, pentru a corecta fotoblanșarea. Datorită fluctuațiilor dinamice normale ale miozinei corticale, există o mare variație a intensității miozinei corticale în grupurile de tip sălbatic (Figura 6I). Eliminarea E-cad a redus nivelurile globale și fluctuațiile miozinei corticale (Figura 6I). Figura 6J ilustrează schematic efectele miozinei corticale scăzute față de cele ridicate atât în ​​grupurile de control, cât și în grupurile E-cad. Împreună, aceste rezultate arată că recrutarea miozinei necesită adeziunea mediată de E-cad între celulele de frontieră.

FIGURA 6: Cerință reciprocă pentru E-cad și Sqh. (A – H) Fișe din imagistica în timp a clusterelor care exprimă Lifeact-GFP sub controlul slbo amplificator și Sqh-mCherry de la promotorul său endogen. (A – D) Clustere de control care exprimă UAS-alb RNAi în grupuri proeminente (A, B) și rotunde (C, D). (E – H) Exprimarea celulelor de frontieră UAS-E-cad RNAi în grupuri proeminente (E, F) și rotunde (G, H). Toate genotipurile includ c306-Gal4 și au fost incubate la 18 ° C. (B, D, F, H) Canal numai cu miozină. (I) Grafic de cutie comparând intensitatea medie a miozinei corticale în control vs. E-cad RNAi–Exprimarea clusterelor. n se referă la numărul total de cadre măsurate de la șase de control și nouă E-cad RNAi filme time-lapse. (J) Reprezentarea schematică a efectelor variației nivelului miozinei în ambele grupuri proeminente și rotunde. (K – N) Flipout-Gal4 – celule care exprimă (marcate cu anticorp GFP în verde) în clustere care exprimă control, RNAi alb UAS (K, L) sau UAS-sqh RNAi (M, N) colorat pentru E-cad (magenta). Săgeata indică o discontinuitate în joncțiune, așa cum se observă în fracția indicată de clustere clonale. Barele de scalare din A – H și K – N sunt aceleași. Toate barele de scară sunt de 20 µm. Datele au fost analizate folosind nepereche t Test. ****p & lt 0.0001.

Pentru a evalua dacă miozina exercită și un efect asupra contactelor E-cad și / sau celulă-celulă, am comparat localizarea E-cad în control și mp ARNi-exprimând celule de graniță (Figura 6, K-N). Am folosit tehnica FLPout (vezi Materiale și metode) deci grupurile au fost compuse dintr-un amestec de celule GFP-pozitive și GFP-negative. În grupurile de control în care ambele celule GFP + și GFP– exprimă niveluri normale de Sqh, marcarea E-cad a domeniului celulei polare apicale și a contactelor celulei de frontieră / celule de frontieră este evidentă (Figura 6, K și L). În clustere în care se exprimă și celulele GFP + mp Contactele ARNi, celule de graniță / celule de graniță au apărut neregulate în 8/36 probe examinate (Figura 6, M și N) comparativ cu contactele relativ netede între celulele de control din grupurile 29/29 (Figura 6, K și L). Restul de 28 mp Probele de ARNi nu s-au putut distinge clar de tipul sălbatic. Aceste rezultate sugerează că există în mod normal tensiune mediată de actomiozină, menținând contactul celulei de frontieră cu celulele de frontieră, ca în monostratele epiteliale in vitro (Warner și Longmore, 2009 Acharya și colab., 2018 Charras și Yap, 2018).

Miozina funcționează în retragerea proeminențelor de plumb

Am observat acumularea proeminentă, dar tranzitorie de Sqh-mCherry la baza proeminențelor (Figurile 2E și 7A Filme Suplimentare S16 și S17), care nu a fost descrisă anterior. Am efectuat imagini în direct și am constatat că, pe măsură ce proeminențele se apropie de extinderea maximă, Sqh-mCherry se acumulează și este urmată de retragerea proeminenței. Pentru a cuantifica acest efect, am măsurat modificarea lungimii proeminenței (ΔL) pe unitate de timp (Figura 7B). ΔL pozitiv indică proeminență, în timp ce valorile negative ale ΔL reprezintă retracție. Trasarea intensității miozinei în funcție de rata de schimbare a lungimii proeminenței demonstrează o corelație pozitivă între acumularea și retracția miozinei și o corelație negativă cu proeminența (Figura 7C).

FIGURA 7: Acumularea miozinei precede retracțiile proeminenței. (A) Fișe de la imagistica în time-lapse a unui cluster reprezentativ care exprimă Lifeact-GFP (verde) și Sqh-mCherry (magenta) în timpul unui ciclu de extensie și retragere a proeminenței. Celulele polare sunt marcate cu p. (B) Schemă care arată cum au fost măsurate modificările în lungimile proeminenței celulei de plumb (ΔL). (C) Diagrama ΔL vs. intensitatea miozinei în 29 de cicluri de proeminență / retracție din trei filme independente time-lapse. Toate barele de scară sunt de 20 µm. Valoarea R 2 a liniei de trend este de 0,64. (D) Graficul cutiei de viteză instantanee din (77) proeminență și (72) cicluri de retracție.

Această observație forțează o reevaluare a funcțiilor proeminențelor. Pe baza exclusiv a imaginii țesutului fix, Fulga și Rørth (2002) au sugerat că proeminențele funcționează ca un grapping pentru a trage clusterul înainte (Schober și Perrimon, 2002). Cu toate acestea, un astfel de model implică faptul că vârful proeminenței aderă puternic la substrat și nu se retrage, ci mai degrabă ar fi inclus în grupul care avansează. Am observat că 130/162 proeminențe s-au retras, sugerând că cele mai multe proeminențe nu sunt agrafe eficiente. Modelul grapple and pull prezice în continuare că clusterele vor avansa cel mai rapid atunci când proeminențele sunt extinse la maxim și că clusterele neprotruding nu vor avansa. We quantified cluster migration speed in relation to protrusion extension and retraction. Importantly, we measured migration speed by following the displacement of the polar cells, rather than following the geometric center of the cluster. This approach is key because the mere extension of a forward-directed protrusion creates an illusion of forward cluster movement when measuring the geometric center, whereas following polar cells does not suffer from this artifact. We found that protruding and retracting clusters move with similar velocities (Figure 7D). Therefore we conclude that protrusions are dynamic and serve some function other than pulling the cluster forward (see Discuţie).

Phosphomimetic myosin is sufficient to cause a mesenchymal to amoeboid transition in vivo

Tumor cell lines can undergo a transition from mesenchymal to amoeboid migration both in vitro and when xenografted in mice (Pinner and Sahai, 2008 Friedl and Wolf, 2010 Sanz-Moreno și colab., 2011). The mesenchymal mode of motility is characterized by high Rac activity and pseudopod-driven movements, similar to normal border cell migration. In contrast, cells that migrate in an amoeboid manner are round and exhibit blebs due to high Rho and Rho kinase activity. Hyperactivation of Rho is sufficient to drive the mesenchymal to amoeboid transition in some cell lines (Panková și colab., 2010 Yilmaz and Christofori, 2010). Amoeboid movement is likely dependent on high actomyosin contractility downstream of Rho, however it is unknown whether hyperactivating myosin is sufficient to trigger a mesenchymal to amoeboid transition. Moreover, to our knowledge such transitions have not been reported in untransformed cells.

To test whether constitutive activation of myosin would cause a similar effect, we expressed the phosphomimetic form of Sqh, SqhE20E21. The substitution of glutamate for serine or threonine at these residues mimics the activation by phosphorylation by myosin light chain kinase. We found that SqhE20E2, like active Rho, is sufficient to cause a transition from collective, pseudopod-dependent border cell migration to amoeboid, blebbing motility (Figure 8 Supplemental Movies S6 and S18–S20). Live imaging of SqhE20E21-­expressing clusters revealed that in some frames, some cells exhibited small protrusions (Figure 8E and Supplemental Movie S19). This resulted in migration that was slower than control clusters (Figure 8, D and I). Notably, blebbing-based amoeboid motion in SqhE20E21 clusters is faster than protrusive motility (Figure 8, F and I). Even after reaching the oocyte border, cells expressing SqhE20E21 maintain a rounded, blebbing morphology compared with the epithelial morphology of control clusters (Figure 8, G and H). The transition to amoeboid morphology and migration also caused clusters to break into single cells and cell pairs. This suggests that hyperactive actomyosin contractility is sufficient to break the cell–cell adhesions that normally hold the cluster together. Although sqhE20E21 surprisingly displays reduced motor activity in vitro (Vasquez și colab., 2016), we observed similar cluster morphology and blebs when we expressed a constitutively active (CA) version of Rho (Rho1V14) in border cells. Thus SqhE20E21 phenocopies hyperactivation of Rho, suggesting that in vivo SqhE20E21 is constitutively active, as expected (Supplemental Movies S21–S22). We conclude that regulation of the level of myosin activity is important because either reducing or increasing activity impaired border cell migration.

FIGURE 8: Myosin activation causes hypercontractility and membrane blebs. (A–C) Fixed imaging of clusters expressing c306-Gal4 tub-GAL80ts conducere UAS-Lifeact-GFP și UAS-white RNAi in control (A), or clusters expressing constitutively active Sqh (B, C). Egg chambers are stained with anti-GFP antibody (green), F-actin (magenta), and Hoechst (blue). Clusters can split and migrate as blebbing amoeboid cells (B) or split into blebbing amoeboid cells that fail to migrate (C). (D–H) High-magnification views of the indicated genotypes in protrusive or blebbing states. Arrows indicate protrusions or membrane blebs in E, F, and H. (I) Box plot of border cell cluster migration speed measured in 10 time-lapses for control and SqhE20E21 expressing clusters in protrusive or bleb phases. Scale bars in A–C and D–H are the same. All scale bars are 20 µm. All data were analyzed by one-way ANOVA with Tukey Kramer post hoc analysis. ***p < 0.001, *p & lt 0,05.


tissue that makes up stems:

Epidermă the outer layer of the stem - role is protection of cells beneath it , secretes cutin a waxy substance which helps prevent water loss some contain hairs which can be stiff for protection or loaded with irritant chemicals

Parenchim - packing tissue, parenchyma is most common, unspecialised cells which can be modified e.g into collenchyma and sclerenchyma.

collenchyma gives the tissue its strength found around the outside of the stem just under the epidermis give support but remain living ( not lignin)

sclerenchyma develops as plant gets bigger and needs more support makes strong secondary cell walls lignin is depsited on the cell walls making it no longer permiable the cell dies and becomes hollow forming wood. when it becomes compleatly impregnated it forms a sclereids.

in order from inside nucleus, vacuole, cytoplasm, middle lamellum, parenchyma (primary cell wall) collenchyma (extra cellulose), sclerenchyma (secondary cell wall, with lignin), epidermis.


Introducere

The physical properties of the extracellular matrix (ECM) milieu are widely acknowledged as fundamental determinants of cell fate, tissue homeostasis, immune response, wound healing, and cancer progression [[1], [2], [3], [4]]. Within a given tissue, the ECM not only provides structural support but regulates cell signaling via reciprocal biochemical and biophysical cues [5]. On one hand, the ECM contributes to overall tissue mechanics, and the effects of mechanical properties on cell fate and phenotype have been extensively studied using in vitro and in vivo assays [[6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15]]. For example, tissues become progressively stiffer as a function of malignant transformation from normal to tumors [9]. In addition, the architecture of the ECM provides structural feedback, such as topographical cues [[13], [14], [15], [16]]. Topography, simply described, refers to the shape and profile of a given material's surface [[17], [18], [19]]. Cells respond to topographical and stiffness-mediated cues through biochemical signaling via cellular adhesions and cytoskeletal attachments to the ECM [20]. Cell sensing of architectural and mechanical cues is a complex phenomenon where ECM adhesion molecules act concomitantly with intracellular machinery to drive cellular responses [21]. In vivo, tissue topographical cues are heterogeneous, with hybrid structures comprised of aligned ridges and pores that span lengths from nanoscale to microscale [[17], [18], [19]]. On the nanoscale level, ECM proteins can adopt different morphologies, such as globular and fibrillar architectures [17,18]. One such example is fibronectin (FN), which presents different cell binding sites and is alternatively spliced to generate conformation which initiate distinct signaling cascades [22,23]. On the other hand, the chemical specificity of these building blocks in turn also regulate unique signaling cascades. For example, cells that interact with fibronectin fibrils receive distinct chemical cues from those received when exposed to cues derived from collagen type I fibrils. Yet, in some cases, physical cues may dominate cellular response in the presence of a chemical cue. Simulations of stretching of a module of a FN fibril, FN III, is sufficient to override beta one-dependent modulation of increased ligand binding and associated down-stream signaling. Thus, understanding how cells “sense” these interconnected cues and how they influence eventual cell fate remains a perplexing issue.

These concepts are often difficult to discern using naturally derived 3D tissue mimetics, as precise control of ligand density and architecture are often intertwined. Moreover, dissecting differential physical cues such as mechanics from architecture is also challenging. While studies using patterned two-dimensional substrates [24,25] and microfabricated environments [26] have revealed aspects of cell response to topography, reactions to topographic cues in more physiologically relevant three-dimensional environments are not as well understood. Importantly, three-dimensional cues are likely vital to recapitulate some aspects of physiological mechanosensing. Also, cell attachments to matrices in 3D environments often differ with respect to that observed for cells cultured in 2D substrates, which in turn may impact mechanosensing in specific 3D ECMs. In tissue, 3D topographies consist of highly oriented structures that are not well-recapitulated by in vitro hydrogel models. For example, commonly used collagen hydrogels form fibers that are randomly oriented unless some external micropatterning is imposed during their polymerization [27]. Similarly, laminin-rich ECMs (Matrigel) form amorphous gels devoid of cell-scale structures [28]. To address the need for reproducible 3D culture systems with well-defined matrix architecture and ECM protein composition, we recently developed a method whereby functionalized paramagnetic colloidal particles are magnetically aligned in 3D hydrogels to create fibrils that span microns in length and 10s of nms in widths [17,29]. Fiber alignment, diameter, spacing, and extracellular matrix conjugation to the colloidal particles can be controlled to create defined topography independently of the ligand used to coat the particles. In 3D Matrigel matrices containing aligned particles, mouse fibroblasts and neural cell lines send out protrusions that are longer than those seen in matrices lacking particle alignment, independently of the ECM ligand conjugated to the colloidal particles. When the particles are coated in fibronectin, these cells preferentially extend protrusions either parallel or perpendicular to the fibers. This system allows us to test if cells cultured in matrices where fibrils of the same size and arranged in similar geometries will show similar behavior for different types of ECM proteins. In this system, the bulk mechanical properties were similar regardless of the presence of aligned or unaligned colloidal particles. However, lack of understanding of mechanical cues at the cellular scale, of how ECM nanoparticle conjugation affects cell response, and of mechanistic factors driving cell response to topography limited the use of this system.

Here, we used our system to discern the role of aligned topographical cues, presented across a range of human ECM proteins, on human cell response in Matrigel (laminin-rich) matrices with well-characterized physical properties. Using optical trap-based active microrheology, we measured the 3D microscale viscoelasticity. We then asked how topographical and micromechanical cues influence human normal (human foreskin fibroblast, HFF) and cancer (U87 glioblastoma) cells on this length scale. Using genetic manipulation and small molecule inhibitors, we determined that β1integrin knockdown and fascin inhibition reduced the length of cell protrusions in response to physical cues resulting from fiber alignment in these engineered Matrigel matrices. However, protrusions were still aligned with the fibrils. In contrast, reduced myosin II activity did not affect protrusion length, but protrusions were randomly oriented. We confirmed that myosin II is also required by cells to sense topographical alignment in vivo using the zebrafish brain vasculature as our model system. Our results suggest that normal and cancer cells use similar machinery to respond to the topographical and micromechanical cues in this system, where myosin II may regulate how cells sense topographical cues.


Priveste filmarea: Ламели и матрас. Какое основание подойдет для вашего матраса. (Ianuarie 2022).