Цилиопатии

Цилиопатии — генетически обусловленные заболевания, возникающие при нарушении структуры или функции цилий.

Структура и функции цилий

Цилии (реснички или жгутики) представляют собой эволюционно консервативные органеллы, расположенные на апикальной поверхности эукариотических клеток. В зависимости от внутренней структуры и выполняемой функции все цилии можно разделить на два основных типа: подвижные (флагеллы) и неподвижные (сенсорные).

Исторически, флагеллы являются наиболее изученным типом цилий. Обычно расположенные в большом количестве на поверхности клеток, флагеллы создают волнообразное биение, которое, в свою очередь, обуславливает движение одиночных клеток и течение различных тканевых жидкостей. Ярким примером может служить течение цереброспинальной жидкости в желудочках головного мозга, а также движение яйцеклеток и сперматозоидов относительно соответствующего репродуктивного тракта. Внутренняя структура флагелл (аксонема) может быть охарактеризована формулой (9+2), где девять периферически расположенных дублетов микротрубочек окружают две синглетные микротрубочки в центре. Наличие аксонемного динеина в структуре флагелл обеспечивает взаимное скольжение микротрубочек и, как следствие, волнообразное биение всей органеллы.

В отличие от флагелл, сенсорные цилии являются солитарными органеллами. Этот тип цилий не имеет центральных синглетных микротрубочек (9+0) и аксонемных динеинов. Вследствие этого, сенсорные цилии теряют способность к биению и в основном содержат различные рецепторные белки на своей поверхности, выполняя сенсорные функции. Одним из примеров клеток с сенсорными цилиями являются палочки и колбочки сетчатки глаза.

Молекулярные механизмы цилиопатий

Цилиогенез (процесс образования цилий) может быть разделен на четыре основные стадии: формирование центриолей, миграция центриолей к апикальной мембране, трансформация центриолей в базальные тельца, формирование аксонемы и ассоциированных структур. Мутации генов, контролирующих данные процессы, в подавляющем большинстве случаев приводят к структурным аномалиям цилий, и, как следствие, к развитию цилиопатий. Наиболее изученными цилиопатийными генами являются гены, контролирующие процесс интрафлагеллярного транспорта. Отдельно стоит отметить гены, кодирующие функциональные протеины цилий. Мутации некоторых из них (например, полицистинов) также приводят к возникновению цилиопатий.

Цилиопатийные синдромы

В организме человека цилии присутствуют практически на любых типах клеток и выполняют как мотильные, так и сенсорные функции. Вследствие распространённости цилий, их структурные или функциональные дефекты вызывают широкий спектр патологий и синдромов (цилиопатий), включая:

• Синдром Альстрёма (Alström syndrome)
• Синдром Барде — Бидля (Bardet-Biedl syndrome)
• Синдром Сениора-Локена (Senior-Løken syndrome)
• Синдром Жубера (Joubert syndrome)
• Синдром Меккель-Грубера (Meckel-Gruber syndrome)
• Синдром Картагенера (Kartagener syndrome)
• Врожденный амавроз Лебера (Leber’s congenital amaurosis)
• ОФД-синдром I типа (Oral-facial-digital syndrome type I — OFD I)
• Синдром Жене (Jeune syndrome)
• Синдром Эллис-ван-Кревельда (Ellis van Creveld syndrome)
• Синдром Сенсебреннера (Sensenbrenner syndrome)
• Синдром коротких рёбер — полидактилии (Short rib — polydactyly syndrome)
• Синдром Фон Хиппеля-Линдау (Von Hippel-Lindau syndrome)
• Синдром Лоу (Lowe syndrome)
• Дислексия^{[источник не указан 2308 дней]}

Цилиопатии являются плейотропными патологиями и характеризуются такими клиническими симптомами, как поликистоз почек, печени и поджелудочной железы, деградация сетчатки глаза, асимметрия висцеральных органов, полидактилия, челюстно-лицевые дефекты и дефекты одонтогенеза, дефекты нервной системы, гидроцефалия, ожирение, бесплодие.

Литература

• Hildebrandt F., Benzing T. and Katsanis N. Ciliopathies. N Engl J Med. 2011. Apr 21;364(16):1533-43.
• Waters A.M. and Beales P.L. Ciliopathies: an expanding disease spectrum.. Curr Opin Neurol. 2011. Apr;24(2):98-105
• Ma, R., Kutchy, N. A., Chen, L., Meigs, D. D., & Hu, G. (2021). Primary cilia and ciliary signaling pathways in aging and age-related brain disorders. Neurobiology of disease, 105607. PMID 34979259 doi:10.1016/j.nbd.2021.105607

Эта страница в последний раз была отредактирована 7 сентября 2022 в 07:36.