Az entózis ( angolul entosis ) a programozott sejthalál egy fajtája , amelyben az egyik hámsejtet egy másik hámsejt felszívja, majd az elnyelő sejt vakuólumában vagy lizoszómájában elhal . Az entózist gyakran észlelik daganatokban , mert a sejt és az extracelluláris mátrix közötti kapcsolat elvesztése váltja ki , ami leggyakrabban a rákos sejtekben figyelhető meg [1] . Kimutatták, hogy az entózis fontos szerepet játszik az emlősök embrionális fejlődésében is .
A sejthalál egyéb típusai, amelyeket egy sejt egy másik sejten belüli internalizációja kísér, közé tartozik a fagoptózis (például a neuronok gliasejtek általi felszívódása ), az öngyilkos emperipolézis (például a T-limfociták a belsejében hepatociták ), emperitózis ( természetes gyilkosok a tumorsejteken belül ), kannibalizmus (pl. limfociták a melanoma metasztázis sejtjeiben ), homotípusos sejtes kannibalizmus ( hasnyálmirigy-adenokarcinóma sejtek ) [2] .
A szokatlan szerkezeteket, amelyek egy sejt egy másik sejtben, Karl Joseph Ebert írt le 1864-ben. Belül limfocitákat tartalmazó hámsejteket talált [3] . Az entózist először Michael Overholtzer és munkatársai jellemezték 2007-ben, és a Huntington-kórban szenvedő betegekből izolált limfoblasztokban a "sejtes kannibalizmus" egyik formájaként írták le [4] . 2009-ben a Sejthalál Nómenklatúra Bizottsága felvette listájára az entózist [5] . Javasolt IV-es típusú sejthalálnak tekinteni [6] .
A baktériumok és ragadozó amőbák sporulációja során megfigyelhető az egyik sejt másik sejt általi felszívódásának folyamata , amelyek így megmenekülnek az éhezéstől. Az egyik sejt másik sejt általi felszívódása nem ritka a valódi metazoáknál (Metazoa ). Például gyakran kíséri a sejthalált a Caenorhabditis elegans fonálféreg fejlődése során , és megfigyelhető a nővérsejtekben . Emlősökben a szerkezetek különböző változatait írták le, amelyek egyik sejtet a másikban reprezentálják, és ezeket a leírásokat általában patológusok készítették . Például timocitákat találtak a csecsemőmirigy -ápoló sejtekben , immunsejteket a megakariocitákban . Az ilyen struktúrák különösen gyakoriak a daganatokban . Így a sejtkannibalizmus ősi folyamat, amely az evolúció során végig konzervált [2] .
A morfológiai jellemzők alapján az entózis öt szakaszát különböztetjük meg. Az első szakaszban az elnyelt sejt lekerekített alakú és megtartja természetes méretét. Plazmamembránja szorosan érintkezik az entotikus vakuólum membránjával . A második szakaszban az abszorbeált sejt zsugorodni kezd, és rövid kinövéseket képez, amelyek az entotikus vakuólum membránja felé irányulnak. A mag kerek marad, a kromatin diffúz, a magvak jól láthatóak. A harmadik szakaszban az elnyelt sejt mérete tovább csökken, maga a sejt és sejtmagja szabálytalan alakot kap. Vakuolák halmozódnak fel a citoplazmában , a kromatin kondenzálódik, és a sejtmagok kevésbé jól láthatók. A negyedik szakaszban az abszorbeált sejt és sejtmagja egyre inkább deformálódik, folytatódik a citoplazmatikus vakuolák intenzív képződése, a magvak eltűnnek. Az utolsó, ötödik szakaszban az elnyelt sejtnek csak a maradványai maradnak a gazdasejt belsejében. Leggyakrabban a második stádiumú entózis eseteit sejttenyészetben mutatják ki [5] .
2 típusú entózist írtak le - homo- és heterotípusos, amelyekben egy vagy különböző típusú sejtek kölcsönhatásba lépnek [7] [8] . Egyes kutatók csak azokat az eseteket veszik figyelembe, amikor az azonos típusú sejtek kölcsönhatásba lépnek [9] .
Az entózist a sejteknek az extracelluláris mátrixról való leválása váltja ki , akárcsak a programozott sejthalál másik formája, az anoikis , bár az ilyen típusú programozott sejthalál mechanizmusai jelentősen eltérnek egymástól. Emiatt az entózis főként a rákos sejtekben figyelhető meg, mivel ezek általában nem kötődnek sem az extracelluláris mátrixhoz, sem egymáshoz. Azonban entózist találtak a teljesen kapcsolódó hámsejtekben is. Kimutatták, hogy a mitózis és a glükóz hiánya hozzájárulhat ehhez [10] [2] .
A fagocitózistól eltérően az entózis epiteliális adhéziós érintkezéseket foglal magában , amelyek magukban foglalják az intercelluláris adhéziós receptort , az E-cadherint , valamint egy fehérjét , amely adhéziós kontaktusokat köti a citoszkeletonhoz , az α-catenint . Az E-cadherin és az α-katetin szükséges és elegendő az emlőráksejtek entózisához . Az entózis által elnyelt sejtek a fagocitált sejtekkel ellentétben a GTPáz RhoA és a ROCKI és ROCKII effektor kinázok segítségével aktívan részt vesznek önmaguk felszívódásában . A RhoA vagy a ROCKI/II túlzott expressziója elegendő a kadherint expresszáló hámsejtek felvételének kiváltásához , így az entózis jobban hasonlít az invazív sejtaktivitásra és a sejt-a sejtben képződésre, mint az egyszerű felvételre. Valójában egy sejt, amely az entózis útvonala mentén internalizálódik, hólyagosodást mutat , ami az invazív sejtekre jellemző , amelyek amőboid módon mozognak. Az aktin és a miozin könnyű és nehéz láncai felhalmozódnak az internalizáló sejtekben a sejtkéregben, a kadherin intercelluláris csatlakozásával szemben, de nem az abszorbeáló sejtekben, ahogy az a fagocitózis során történik. Ráadásul a fagocitózis során csak az elhalt vagy elhaló sejtek szívódnak fel, míg az entózis során az élők [11] . Az aktin és a miozin mellett a RhoA, a ROCKI és a ROCKII, valamint a RhoA-függő aktin-polimerizáló formin mDia1 lokalizálódik az abszorbeált sejt kéregében . Az aktin-miozin összehúzódási zóna kialakulását, amely úgy polarizálódik, hogy biztosítsa az egyik sejt behatolását a másikba, fehérjék biztosítják: a Rho-GTPáz (GAP) aktiváló fehérje, amely vonzódik a kadherin intercelluláris kontaktusaihoz, ill. elnyomja a RhoA-t, valamint a metabolikus faktor guanin Rho nukleotidjait (GEF), amely a lenyelt sejt kéregének disztális végéhez vonzódik és aktiválja a RhoA-t [12] .
Az entózis által elnyelt sejtek hajlamosak elpusztulni, bár egyesek vakuólumokban osztódnak a gazdasejteken belül, vagy akár érintetlenül hagyják a gazdasejtet, és képesek szaporodni. Az a tény, hogy az entózis által bekebelezett sejt elhagyhatja a gazdasejtet, azt jelzi, hogy a halálprogram nem indul el az elnyelt sejtekben az abszorpció előtt. Valójában az entózison átesett sejtek membránján nem található foszfatidil -szerin , amely „egyél meg” jelként működik, és szükséges a fagocitózishoz [12] . Az abszorbeált sejt a gazdasejt entotikus vakuólumában található. Végül az entotikus vakuolák egyesülnek a lizoszómákkal , és a vakuólumban lévő sejt elpusztul [13] .
Az entózis során a sejthalál az apoptózisra jellemző kaszpáz-3 aktiváció hiányában következik be , és a haldokló sejtek nem mutatják az apoptózis jeleit, például DNS-fragmentációt . Az ilyen sejtek pusztulását nem akadályozza meg az apoptózisgátló Bcl -2 beadása . Az entózis által abszorbeált sejtek halála bizonyos tulajdonságokban az autofágiához hasonlít , mivel autofagoszómákat halmoznak fel. Ebben az esetben azonban az autofágia szükséges a sejtek túléléséhez, mivel ha az autofágia blokkolva van, a sejt apoptózissal elpusztul. Mivel az elnyelt sejteket a környezetben lévő tápanyagoktól és növekedési faktoroktól izolálják , valószínű, hogy az éhezés autofágiát indukál. Mivel az autofágia célja az elnyelt sejt túlélése, furcsának tűnik, hogy az autofágia fehérjékre van szükség az elnyelt sejt halálához. Ebben az esetben az autofágia fehérjék nem vesznek részt az autofagoszómák kialakulásában, hanem irányítják a mikrotubulusokhoz kapcsolódó 1A fehérje könnyű láncának 3 (LC3) lipidációját és egymembrán vakuólumokhoz való kötődését. Az LC3 lipidációja az entotikus vakuólumokon elősegíti a lizoszómákkal való fúziót, így az entózis során a sejthalál az élő elnyelt sejtek autofágia-függő lizoszómális pusztulása miatt következik be [12] .
A pusztulás után képződött tápanyagok a citoszolba kerülnek , és a vakuolák feldolgozáson mennek keresztül, melynek mechanizmusa még nem teljesen ismert. Kimutatták, hogy az entotikus vakuólumok kisebb vakuólumokra osztódnak, míg az entotikus vakuolák tartalma a lizoszómális hálózat mentén oszlik el. A vakuólumok osztódását a szerin/treonin kináz mTORC1 szabályozza, amely az elnyelt sejtet körülvevő vakuólummembránban lokalizálódik [13] .
A mitózis által kiváltott entózis mechanizmusa némileg eltér a fent leírtaktól. A mitózisban az entózis akkor következik be, amikor egy osztódó hámsejt behatol egy szomszédos sejtbe, és sejt-a-sejten belüli struktúrát hoz létre. Ezt követően a belső sejt elpusztul és elpusztul. A folyamat a mitózis bármely szakaszában elkezdődhet. A mitózis során az entózis sokféle konfigurációban fordulhat elő: két leánysejt internalizálódik egy vagy különböző sejten belül, esetenként akár fészkelő babaszerű struktúrák is kialakulnak: az egyik leánysejt internalizálódik a másik belsejében, és ez pedig bekerül a szomszédos cellába. Mitózisban az entózis a Cdc42 fehérje hiányában , a Rap1 gátlásakor , a prometafázis stádiumában (például nokodazollal végzett kezelés után ) és néhány rákos sejtben mitotikus leállás esetén vált ki. A mitotikus entózisban szerepet játszó kulcsfontosságú fehérjék a Rho, ROCK, miozin, aktin, α-catenin, azaz a mátrixszal való kapcsolat elvesztése által okozott entózissal ellentétben a kadherinek nem vesznek részt a mitotikus entózisban [2] .
Az entózis kiváltható glükózhiány esetén. Így az MCF7 vonal tapadó emlőrák sejtjeiben 72 órán át glükóz hiányában a sejtek több mint 30%-a internalizálódott a szomszédaikban. Az elnyelt sejt kiegészítő tápanyagforrásként szolgál a gazdasejt számára, így hozzájárul a túléléshez, sőt a szaporodáshoz. A glükóz hiánya ráadásul nagymértékben felgyorsítja az entózist. Ha normál körülmények között ez utóbbi körülbelül egy napig tart, akkor glükóz hiányában a sejtek körülbelül 60%-a elpusztul 5 órával a felszívódás után [2] . Meg kell jegyezni, hogy glükózhiányos körülmények között a sejtek is elpusztulnak az apoptózis és a nekrózis útján [14] . Kimutatták, hogy glükózhiány esetén az abszorbeáló sejtek ("győztesek") azok a sejtek, amelyekben az AMP-aktivált proteinkináz (AMPK) expressziója alacsonyabb. Az AMPK a sejt energiaállapotának érzékelőjeként működik. Ebből arra következtethetünk, hogy az entózis egy sejtpopuláció glükózéhezésre adott komplex válaszának egyik formája [15] .
Egereknél az embrió beültetésekor méh hámsejtjeit el kell távolítani, hogy az embrió a falához tudjon tapadni. Kimutatták, hogy a hámsejtek entózison mennek keresztül a blasztociszta trofektodermájában , hogy lehetővé tegyék az implantációt. Szuppresszált ROCK kinázokkal rendelkező állatokban a beültetés nem történt meg. Az immunfestés kimutatta, hogy a β-catenin az abszorbeált és abszorbeáló sejtek határán helyezkedik el . Az internalizált hámsejtek elpusztulása kaszpáz 3 hiányában következett be, így az apoptózis program szerint a halál nem következett be. Így van az első bizonyíték arra, hogy az entózis szerepet játszik az emlősök embrionális fejlődésében [12] [11] . 2017-ben kimutatták, hogy a távol-keleti teknősbéka ( Pelodiscus sinensis ) hibernációja során a Sertoli-sejtek az entózisút mentén felszívják a spermiumokat [16] .
Kimutatták, hogy az entózis növeli az elnyelő sejt (gazdasejt) genomiális instabilitását , mivel rontja annak citokinézisét , és így a leánysejtek aneuploidiájához vezet . Sok entotikus emlőrák sejtnek több magja van , így lehetséges, hogy a sejtvonalakban a többmagvú sejtek magas előfordulása az entózis magas gyakoriságának köszönhető. A gazdasejt gyakran nem osztódik normálisan az entózist követően a kontraktilis gyűrűképződés hibái miatt [6] .
Az entózisra emlékeztető sejtstruktúrákat számos ráktípus esetében írtak le, mint például az emlő-, vastagbél- , máj- , hasnyálmirigy- , vese- [17] és más szervek rákja. Kimutatták, hogy az entózist az onkogének , például a Kras stimulálhatják [8] . A mellrák klinikai mintáinak tenyészetében tenyésztve kimutatták, hogy a β-catenin fehérje az abszorbeált és felszívódó sejtek határán, a ROCK I/II által foszforilált miozin könnyű láncok pedig az abszorbeált sejtek kéregében találhatók. sejt. Néha három egymáson belül elhelyezkedő sejtből álló összetett szerkezetek találhatók a daganatokban. Az entózis ellenáll a tumorsejtek növekedésének. Az entózis elnyomása az autofágia fehérjék leütésével fokozza a daganatsejtek rosszindulatú növekedését. Mivel az entózist az extracelluláris mátrixról való sejtek leválása váltja ki, ami az anoikis halál folyamatát is beindítja, amely a metasztázis során elnyomódik, megállapítható, hogy az entózis olyan mechanizmusként működik, amely lassítja a tumorsejtek növekedését. Kimutatták azonban, hogy az entózis aneuploidiát okozhat, ami elősegíti a daganatok kialakulását [17] . Az entózisban az elnyelő sejtosztódás megszakad a barázdák képződésének elzáródása miatt, ami gyakran a citokinézis károsodásához vezet . Azt is kimutatták, hogy a felszívódó sejtek tápanyagokat vesznek fel az entózison átesett abszorbeált sejtekből, ami elősegíti a daganatos sejtek növekedését éhezési körülmények között [12] .
Az entózisnak a sejtnövekedésre gyakorolt ellentétes hatásai elősegíthetik a versengést két szomszédos sejt között, amelyben az elnyelt sejt elpusztul és "elveszít", míg az elnyelő sejt tápanyagot kap és "győz". Ez a versengés a Rho útvonal és a szomszédos sejtek aktomiozin komplexének aktivitásában mutatkozó különbségen alapul [12] . A normál sejt és a rosszindulatú átalakuláson átesett sejt versengésében mindig az utóbbi „győzik”, ezzel megerősítve, hogy az onkogének aktiválódása a „győzelem” képességével függ össze. Emellett kimutatták, hogy azok a sejtek, amelyek a normálnál könnyebben esnek át mechanikai deformáción, jobban képesek „nyerni”, ami a tumorsejtekre is jellemző [8] . A mechanikai deformációt a RhoA és az aktomiozin komplex szabályozza. A sejtek felvételét Kras és Rac szabályozzák , amelyek hatással vannak a miozinra [18] .
| A sejthalál típusai | |
|---|---|
| nem programozható | Elhalás |
| Programozható |
|