Ламеллиподий ( мн.: lamellipodia ) (от латинского lamella , родственного lamina , «тонкий лист», и греческого радикального pod- , «нога») представляет собой проекцию цитоскелетного белка актина на переднем крае клетки . Он содержит квазидвумерную актиновую сетку; вся структура перемещает клетку по подложке. [1] Внутри ламеллиподий находятся ребра актина, называемые микрошипами , которые, когда они распространяются за пределы границы ламеллиподий, называются филоподиями . [2] Ламеллиподий возникает в результате зарождения актина в плазматической мембране клетки [1] и является основной областью включения актина или образования микрофиламентов в клетке.
Ламеллиподии обнаруживаются преимущественно во всех подвижных клетках, например в кератиноцитах рыб и лягушек, которые участвуют в быстром заживлении ран . Ламеллиподии этих кератиноцитов позволяют им передвигаться со скоростью 10–20 мкм/мин по эпителиальным поверхностям. Отделившись от основной части клетки, ламеллиподий все еще может свободно передвигаться самостоятельно.
Ламеллиподии являются характерной особенностью переднего края подвижных клеток. Считается, что они являются настоящим двигателем, который тянет клетку вперед в процессе миграции клеток . Кончик ламеллиподия является местом, где происходит экзоцитоз в мигрирующих клетках млекопитающих как часть их клатрин -опосредованного эндоцитарного цикла . Это, вместе с полимеризацией актина, помогает выдвинуть пластинку вперед и, таким образом, продвинуть вперед переднюю часть клетки. Таким образом, он действует как управляющее устройство для клеток в процессе хемотаксиса . Это также место, из которого мигрируют частицы или агрегаты, прикрепленные к поверхности клетки в процессе, известном как образование кепки .
Структурно зазубренные концы микрофиламентов (локализованные мономеры актина в АТФ -связанной форме) обращены к «ищущему» краю клетки, а заостренные концы (локализованные мономеры актина в АДФ -связанной форме) обращены к пластинке сзади. [4] Это создает беговую дорожку по всему ламеллиподию, что способствует ретроградному потоку частиц по всему периметру. [4] Комплексы Arp2/3 присутствуют в соединениях микрофиламент-микрофиламент в ламеллиподиях и помогают создавать актиновую сеть. Arp2/3 может присоединяться только к ранее существовавшим микрофиламентам, но после присоединения он создает сайт для расширения новых микрофиламентов, что создает ветвление. [5] Другой молекулой, которая часто обнаруживается при полимеризации актина с Arp2/3, является кортактин , который, по-видимому, связывает передачу сигналов тирозинкиназы с реорганизацией цитоскелета в ламеллиподии и связанных с ней структурах. [5]
Rac и Cdc42 представляют собой две ГТФазы Rho -семейства , которые обычно находятся в цитозоле , но при определенных условиях также могут быть обнаружены в клеточной мембране. [2] Когда Cdc42 активирован, он может взаимодействовать с рецепторами семейства белков синдрома Вискотта-Олдрича (WASp), в частности с N-WASp , который затем активирует Arp2/3. Это стимулирует ветвление актина и увеличивает подвижность клеток . [2] Rac1 индуцирует локализацию кортактина на клеточной мембране, где он одновременно связывает F-актин и Arp2/3. Результатом является структурная реорганизация ламеллиподия и, как следствие, подвижность клеток. [5] Rac способствует развитию ламеллиподий, тогда как cdc42 способствует развитию филоподий. [6]
Белки Ena/VASP обнаруживаются на переднем крае ламеллиподий, где они способствуют полимеризации актина, необходимой для выпячивания ламеллиподий и хемотаксиса. Кроме того, Ena/VASP предотвращает действие кэпирующего белка , который останавливает полимеризацию актина. [7]