A mozgó sejtek varázslatos világa - Miért és hogyan mozognak a sejtek? Dr. Kőhidai K LászlL szló Dr. Láng L Orsolya Dr. Lajkó Eszter Semmelweis Egyetem Genetikai, Sejt- és s Immunbiológiai Intézet Kemotaxis Munkacsoport Kutatók éjszakája ja SE-NET 2010.
Fototaxis Magnetotaxis Elektrototaxis Termotaxis Tigmotaxis Geotaxis Kemotaxis
Mozgó sejtek sajátosságai Kémiai inger
Mozgó sejtek sajátosságai 5V/cm elektromos inger váltakozva
Mozgó sejtek sajátosságai Tetrahymena pyriformis Halobacterium salinarum Megvilágítás laser fénnyel Megvilágítás kék illetve narancs színű fénnyel Stoeckenius et al. 1988
Tudománytörténeti visszatekintés
Mindennapi élet Sérülések nagyban Kicsiben és
A mozgó sejt központi szerepe Kitapadás Kemotaxis Fagocitózis
Kemotaxis jelentősége Táplálék k molekulák k megközel zelítése Biológiailag ártalmas anyagok elkerülése Petesejt-hímivarsejt egymásra találása Soksejtű szervezetek egyes immunreakciói Szöveti átalakulási folyamatok Tumorok növekedn vekedése, áttétképzés
Kemotaxis
Kemokinezis
Kemotaxis Oldott molekulák által kiváltott kemotaxis A mozgást kiváltó molekula koncentrációja
Haptotaxis Felszínhez kötött k tt molekulák k hatása Felszínhez kötött molekulák
A mozgást kiváltó molekulák jellege Kemoattraktáns anyag hatása Kemorepellens anyag hatása
A sejt elmozdulásának feltételei Mozgást kiváltó anyagok Mozgásra képes sejtek Az anyagok érzékelésére képes jelfogók receptorok A mozgást kivitelező apparátus
A sejtváz elemei Mikrofilamentumok (aktin) Mikrotubulusok (tubulin) Intermedier filamentumok Mikrotubulus asszociált proteinek (MAP-ok) pl.: motor proteinek
3D migráló sejtek baktériumok csillós eukaryoták hímivarsejtek
2D migráló sejtek amőbák monocita / makrofág fibroblaszt endotél
Kollektív migráció Sejtváz elemeinek hálózata Kollektív migrációt mutató, összetartozó sejtek csoportja Kohidai, L., 2010
Kollektív migráció dezmoszóma sejten kívüli vázelemek (ECM) integrinek Kohidai, L., 2010
Kemotaxist kiváltó molekulák Professzionális kemoattraktánsok N-formil peptidek (FPR) kemokinek (CCR és CXCR családok) arachidonsav termékek feromonok complement 5a, 3a Elsődlegesen nem kemotaktikus aktivitású molekulák aminosavak oligopeptidek polipeptid hormonok szteroidok illó olajok szintetikus hatóanyagok anyagok
BAKTERIÁLIS KEMOTAXIS
Futkosó baci Lomha fehérvérsejt? A kemotaxis során megfigyelhető eltérő mozgási formák értelmezése
E.coli Adaptáció mechanizmusa
Trükkös baktériumok Listeria monocytogenes aktin lokális aktin polimerizáció 10 mm/ perc sebesség nagy áthatoló képesség
KEMOKINEK
Kemokinek osztályozása C kemokinek CC kemokinek CXC kemokinek peptidlánc hidrofób domén diszulfidhíd mucin-szerű domén CX 3 C kemokinek
Kemokinek genetikája Ksz. 1 Ksz. 4 Ksz. 10 Ksz. 16 Ksz. 17 CL kemokin (1) CXCL kemokinek (12) CXCL, kemokin (1) CX3CL, CCL kemokinek (3) CCL kemokinek (14) Gének közötti homológia foka 20-50% 28-45%
Kemokinek törzsfája
Kemokin receptorok törzsfája
Kemokinek termelődése és célsejtek Kemokinek Sejtek migációja Kemokin termelő sejtek Kemokinek célsejtjei CXC CC CX 3 C CXC CC CX 3 C kemokin kemokin kemokin kemokin kemokin kemokin monocita monocita endotél neutrofil monocita monocita limfocita fibroblaszt mikroglia endotél T-sejt T-sejt endotél epitél símaizom melanoma glioma T-, NK-sejt fibroblaszt monocita dendritikus sejt hízósejt, bazoful gr.c. eozinofil gr.c. NK-sejt
Kemokin receptorok kemokin GAG receptor HOOCfoszforiláció NH2- G-protein Cellular and Molecular Immunology 1999
ÉLETTAN - KLINIKUM
Kemotaxis klinikai jelentősége Megtermékenyítés Sebgyógyulás Gyulladás gátlás Kemotaxis terápi piás alk. Tumorok Érbetegségek Angiogenezis
A migráció jelentősége a megtermékenyítésben Koaguláci ció Ginogamon I. Ginogamon II. Hialuronidáz Androgamon II. Androgamon I.
Kemotaxis jelentősége - Gyulladás calor - rubor - tumor - dolor + functio laesa Celsus (Kr.e. 30~Kr. u 38) Virchow (1821-1902)
Gyulladás - Migráció Aktiválódás Rolling Kitapadás Érfalon átvándorlás
Klinikum: Atherosclerosis monocita a vérben rolling szoros adhézió endotél sejtek migráció scavenger receptorok tunica intima makrofág differenciálódás tunica media Nature Medicine 8, 1235-1242 (2002) Scavenger receptorok
Tumor sejtek mozgása
Klinikum: HIV ferőzés és kemokin receptorok
Klinikum: Fogpótlás Maxilla/mandibula pótlás kemoattraktáns anyagot (PDGF) kibocsátó anyaggal Osteoblastok, fibroblastok és cementoblastok fokozott migrációja és osztódása a csont felépülést és a crevivuláris szerkezet kialakulását segíti elő
Sejt-migráció és gyógyítás Tevezett gyógyszer-célbajuttatás (drug-targeting) elve
Sejt-migráció és gyógyítás A kemotaktikus drug-targeting (CDT) elve
Kemotaxis alapú új gyógyszerek kifejlesztése A KEMOTAKTIKUS DRUG TARGETING ELVI VÁZLATAV Gyógyszer Kemotaktikus anyag fmlf: Bacterial N-For-Met-Leu-Phe (fmlf) is one of the strongest, reference chemoattractant Kemorepellens (Showell et al., 1976). Receptors of Kemoattraktáns fmlp are expressed in a large group of mammalian cells. Chemotactic responsiveness to fmlf has a strong MLF correlation with adhesion and the F-actin colocalization. The all signal transduction network (phospholipase A2, C, D; Ser/Thr or Tyr kinases; ion channels) and several chemotaxis related functions are activated by this ligand A gyógyszer védett a nem kívánt sejtek általi lebontástól A célsejtek kemotaxis útján akkumulálódnak a gyógyszer körül, felveszik azt.
EGYÉB VONATKOZÁSOK
Szagló receptorok - Migráció Anyag: isoamyl acetate Megtett út: 20.7 cm Idő: 3 min 50 sec Vizsgált egyed: Drosophila lárva Anyag: csokoládé essz.olaj Terep: 10x10m mező Idő: 5 min 34 sec Vizsgált egyed: ember
A MOZGÓ SEJT VIZSGÁLATA
Kemotaxis mérése 1 Boyden, Stephen John Curtin School of Medical Research Australian National University Sejtek Filter Vizsgálandó anyag Sejtszám meghatározás Kohidai, L. 2006. Boyden-kamra
Kemotaxis mérése 2 sejtek transwell rendszer Repesh, Lilian,, A. Med.Sch. Duluth, Univ.. Minnesota attraktáns filter megfestett sejtekkel Transwell rendszerek
Kemotaxis mérése 3 Chemo Tx Frevert,, CW Med.Res.Serv. Univ.. Washington
Agarózlemezes technikák Double-Pi kamra
A bőrben őrjáratozó sejtek Thomas, WR University of Western Australia FITC-painting
Molekuláris evolúció és kemotaxis 160 140 Miller, S. 1953 Chtx/Consens.chron. 120 100 80 60 40 Növekvő Growing chemotactic kemotaktikus abilityaktivitás Earlier appearence in the Earth Korai megjelenés az evolúció során 20 G E P A S T I D Q C V L H R M N K Y F W (Kőhidai és mts. 2004.)
Kemotaxis és a rendszer szemléletű biológia Tudománytörténeti háttér Saját módszertan Publikációs aktivitás Törzsfejlődésben meghatározó szerep CHEMOTAXOME Kapcsolódó klinikai tünetegyüttesek Genom szintű megjelenés Alapvető élettani jelentőség Jól vizsálható modell-sejtek Egyedi, sejten belüli jeltovábbítás (Kohidai, L. Chemotaxome A new member with complex biological entities in systems biology. - ELSO/EMBO 2008, Nice, 2008)
Köszönetnyilvánítás
Kemotaxis Munkacsoport Genetikai, Sejtés Immunbiológiai Intézet Semmelweis Egyetem Visnyei József Kőhidai Zsófi Hegedűs Andrea Bukosza Nóra Dr.Láng Orsolya Dr. Lajkó Eszter Mészáros Csaba Polgár Lívia Slezák Sára Dr. Szabó Rita Dr. Pállinger Éva Simonyi Dalma Sáfár Orsolya Téglás Gergő Grundtner Bálint Kovács Andrea Láng Júlia Bai Katalin Boglárka www.chemotaxis.usn.hu