Эпиморфная регенерация конечности тритона.

После ампутации конечности оставшиеся в культе клетки вновь воссоздают утраченное. Остаток органа как бы знает, «что утрачено», и восстанавливает только утраченное.

Раньше всего раневая поверхность закрывается фибриновым сгустком (так на травму реагирует кровь и поврежденные сосуды). Уже приблизительно через час после ампутации в эпидермисе вблизи раны наблюдаются признаки мобилизации клеток к миграции: меняется форма клеток, увеличиваются промежутки между ними. Клетки ориентируются длинными осями по радиусам к центру раны. Сама миграция начинается уже через два часа. Миграция возможна при тесном контакте клеток с субстратом, поэтому все неровности поверхности заполняются мигрирующими клетками. Стимулом к направленной миграции оказывается потеря клеток-соседей со стороны раны. Миграция будет продолжаться вплоть до полного обретения соседей, характерного для интактного эпителия покровов. Эпидермальные клетки наползают на раневую поверхность в течение 6-12 ч, образуя однослойный раневой эпидермис. В течение последующих четырех дней под раневым эпидермисом клетки тканей культи – мышц, костей, хряща – теряют признаки тканевой принадлежности, дедифференцируются и становятся однородными мезенхимоподобными клетками. В них перестают работать и снижают свою активность гены специфической дифференцировки, а активность генов, связанных с пролиферацией мезенхимы, возрастает. Дедифференцированные клетки мезенхимы собираются под апикальной эктодермальной чашей, образованной на раневой поверхности наползающим эпидермисом, и формируют скопление, называемое регенерационной бластемой. Образование бластемы зависит от появления отдельных одноядерных клеток из тканей остатка органа. Возможно, что этот процесс частично инициируют макрофаги, проникающие на раневую поверхность. Они секретируют металлопротеазы, растворяющие экстрацеллюлярный матрикс, удерживающий клетки вместе. Под действием тромбина многоядерные мышечные волокна, чьи ядра вышли из митотического цикла, превращаются в одноядерные мезенхимоподобные клетки, способные к делению. Интересно, что в аналогичных условиях миофибриллы мышей к этому не способны. Другой источник формирования миогенного компонента бластемы – находящиеся в дифференцированных мышцах сателлитные клетки. Сателлитные клетки – это линия резервных одноядерных клеток, дифференцирующихся в мышцы при физиологической и репаративной регенерации.

Еще одно отличие конечностей хвостатых земноводных от конечностей млекопитающих состоит в том, что амфибии сохраняют способность к реэкспрессии Нох-генов, работающих в раннем развитии и отвечающих за позиционный порядок организма и органов. Количество клеток, образующих бластему, увеличивается, бластема растет.

Регенерационная бластема во многом похожа на почку конечности зародыша. Механизмы регенерации и развития конечности схожи на клеточном и молекулярном уровнях. Регенерационная бластема, подсаженная к почке развивающейся конечности, превращается в конечность. Это означает, что клетки бластемы воспринимают сигналы, адресованные клеткам почки, и интерпретируют их адекватным формообразованием.

Компенсаторная регенерация печени млекопитающих.

Печень млекопитающих способна к восстановительному морфогенезу. Известно, что утраченная часть не восстанавливается, но оставшаяся часть увеличивается, функционально и количественно компенсируя удаленную. Восстанавливается печень путем пролиферации клеток оставшейся части. Пролиферирующие клетки – гепатоциты, тучные клетки, клетки протоков, эндотелия, купферовские макрофаги – приобретают способность делиться, не утрачивая специфической дифференцировки и продолжая функционировать. Каждый тип клеток сохраняет свою идентичность, а орган в целом способен исполнять свои функции.

Как и в случае с конечностью тритона, клетки печени как бы возвращаются, хотя и не полностью, в состояние эмбрионального органогенеза. В ряду факторов инициации регенерации печени и возвращения ее клеток к митотическому циклированию одним из важней ших является фактор роста гепатоцитов (HGF). Уже через час после гепатотомии уровень HGF в крови повышается в 20 раз. Травма или гепатотомия активируют металлопротеазы, которые переваривают экстрацеллюлярный матрикс, высвобождают гепатоциты, позволяя им пролиферировать.