Экспрессия генов сигнального пути Wnt при регенерации у голотурии Eupentacta fraudatrix тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.03.05, кандидат наук Гирич, Александр Сергеевич

• Гирич, Александр Сергеевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Гирич, Александр Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Регенерация

1.2. Регенерация у иглокожих

1.3. Регенерация у Eupentacta fraudatrix

1.4. Молекулярные механизмы регенерации

1.5. Гены семейства Wnt

1.6. Структура белков Wnt

1.7. Типы сигнального пути Wnt

1.8. Функции Wnt

1.9. Молекулярные механизмы регенерации у иглокожих

1.10. Роль Wnt в регенерации у иглокожих

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Сбор материала

2.2. Иммуноцитохимия

2.3. Анализ транскриптомов

2.4. Быстрая амплификация концов кДНК

2.5. Электрофорез ДНК

2.6. Лигирование и трансформирование

2.7. Секвенальная реакция

2.8. Филогения

2.9. Локализация экспрессии

2.10. ПЦР в реальном времени

3. РЕЗУЛЬТАТЫ

3.1. Распределение белка Wnt5 в тканяхе. fraudatrix^ норме

3.2. Распределение белка Wnt5 в тканях е. fraudatrix в процессе регенерации после эвисцерации

3.3. Биоинформационный анализ транскриптов генов сигнального пути Wnt, имеющихся в транскриптомах регенерирующих органов е. frjíudatrix

3.4. Экспрессия гена wntA в норме регенерации Е. fraudatrix

3.5. Экспрессия гена wnt4 в норме и регенерации е. fraudatrix

3.6. Экспрессия гена wntób норме и регенерации е. fraudatrix

3.7. Экспрессия гена wnt 16 в норме и регенерации е. fmudatrix

4. ОБСУЖДЕНИЕ

4.1. Гены семейства \¥ыт

4.2. роль гена ШТ4 при регенерации Е. рмиоАтшх

4.3. Роль гена \vnt6 при регенерации Е. еяа иолтшх

4.4. Роль гена штА при регенерации Е. рмииатшх

4.5. Роль гена \VNTl6Yim регенерации Е. еяа1юатв1х

4.6. Роль \vnt5 при регенерации у Е. РЛА1ЮАтшх

4.7. Роль других генов сигнального пути \\fnt при регенерации у Е.

гка и и а тшх

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Экспрессия генов сигнального пути Wnt при регенерации у голотурии Eupentacta fraudatrix»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Одним из важнейших компонентов морфогенетических механизмов являются сигнальные молекулы. Они взаимодействуют со специфическими рецепторами и запускают каскад внутриклеточных реакций, активирующих целевые гены. Примером таких сигнальных молекул могут служить белки семейства Wnt. Запускаемый ими каскад реакций, сигнальный путь Wnt, участвует в регуляции многих биологических процессов, в частности, формировании осей тела в эмбриогенезе, развитии ряда органов, регенерации и канцерогенезе (Logan, Nusse, 2004; Reya, Clevers, 2005; Poustka et al., 2007; Mashanov et al., 2012b). Гены wnt выявлены у всех многоклеточных животных, от губок до насекомых и млекопитающих. Число их у разных видов различно и может варьировать от 1 -3 (губки) до 19 (млекопитающие) (Schubert et al., 2000; Adamska et al., 2007). Кроме белков Wnt, выполняющих роль лигандов, в состав сигнального пути Wnt входят рецепторы Frizzled и LRP5/6, а также внутриклеточные мессенджеры Dishevelled и p-catenin (Komiya, Habas, 2008). Большое число wnt и их участие в широком спектре биологических процессов указывает на важность сигнального пути Wnt в жизнедеятельности многоклеточных животных.

Одной из важнейших функций сигнального пути Wnt является регуляция восстановительных процессов. Регенерация является универсальной адаптацией к повреждающему действию окружающей среды и свойственна в той или иной степени всем живым организмам (Лиознер, 1982; Карлсон, 1986). Показано, что у планарий экспрессия wntl и wnt2 имеет градиентный характер (Petersen, Reddien, 2009). При нарушении этого градиента в результате повреждения запускается сложный каскад реакций, направленный на восстановление утраченной части животного. У млекопитающих гены wnt регулирует процесс восстановления кончиков фаланг пальцев (Takeo et al., 2013). При ингибировании сигнального пути Wnt восстановление не

происходит. Кроме того, участие wnt в регенерации отмечено у широкого круга животных - губок, книдарий, кольчатых червей, асцидий и амфибий (Lengfeld et al., 2009; Petersen, Reddien, 2009; Philip et al., 2009; Lin et al., 2012; Takeo et al., 2013).

Удобными модельными объектами для изучения различных аспектов регенерации являются голотурии. Они способны в ответ на внешние раздражители эвисцерировать (выбрасывать) внутренние органы и затем полностью их восстанавливать (Emson, Wilkie, 1980; Долматов, Машанов, 2007). Некоторые виды голотурий способны регенерировать утраченную часть тела после поперечного разрезания (Torelle, 1910; Долматов и др., 2012). При этом они полностью восстанавливают органы пищеварительной, нервной и дыхательной систем. У некоторых видов голотурий имеется бесполое размножение в виде поперечного деления (Долматов и др., 2012; Каменев, 2013).

Недавно было показано, что у голотурий при регенерации активируются гены wnt. В частности, у Holothuria glaberrima при восстановлении кишки после эвисцерации экспрессируется wnt9 (Mashanov et al., 2012b). При анализе транскриптомов зачатков структур амбулакра у этой голотурии были выявлены транскрипты генов wnt2, wntô и wnt9 (Mashanov et al., 2014). В исследованиях Сун и др. (Sun et al., 2013а) было показано изменение экспрессии wntô у дальневосточного трепанга Apostichopus japonicus при регенерации пищеварительной системы.

В настоящее время достаточно подробно исследованы морфологические и биохимические аспекты регенерации у голотурии Eupentacta fraudatrix (Dolmatov, 1992; Долматов, Гинанова, 2001; Mashanov et al., 2005, 2008; Lamash, Dolmatov, 2013). С помощью методов масс-спектрометрии было показано, что в регенерирующих органах у данного вида присутствует белок \Vnt5 (Гирич и др., 2011). Кроме того, анализ транскриптомов зачатков регенерирующих органов на начальных стадиях восстановления показал наличие в них

фрагментов транскриптов генов семейств wnt и frizzled, а также генов dishevelled и fi-catenin. Полученные данные указывают на участие сигнального пути Wnt в регуляции регенерации у E.fraudatrix (Долматов, 2013).

В этой связи целью работы была идентификация ряда генов сигнального пути Wnt {writ, frizzled, dishevelled и ft-cateniri) и изучение их экспрессии в норме и при регенерации после эвисцерации у голотурии Е. fraudatrix.

Для выполнения поставленной цели необходимо было решить следующие конкретные задачи:

1) Изучить локализацию клеток, содержащих белок Wnt5, и динамику изменения их числа в норме и при регенерации после эвисцерации у голотурии Е. fraudatrix.

2) Провести анализ нуклеотидных последовательностей транскриптов генов сигнального пути Wnt, обнаруженных в транскриптомах зачатков внутренних органов голотурии Е. fraudatrix.

3) Установить нуклеотидные последовательности кодирующей части генов семейства Wnt, "экспрессирующихся при регенерации после эвисцерации у голотурии Е. fraudatrix.

4) Определить органы и ткани, в которых происходит активация генов сигнального пути Wnt при регенерации после эвисцерации у E.fraudatrix. ■

5) Оценить активность экспрессии генов семейства Wnt в норме, а также при регенерации после эвисцерации у голотурии Е. fraudatrix.

Научная новизна. Впервые для иглокожих исследовано распределение белка Wnt5 в тканях в процессе регенерации. У Е. fraudatrix клетки с Wnt5 располагаются преимущественно в радиальном нервном тяже и гиподерме. Показано, что число \УШ;5-положительных клеток возрастает на 7-10 сут после эвисцерации, в период активного морфогенеза. Это указывает на то, что Wnt5 и активируемый им сигнальный путь являются неотъемлемой частью механизмов восстановления внутренних органов у E.fraudatrix.

Впервые для голотурий отряда Dendrochirotida были установлены нуклеотидные последовательности кодирующей части 4-х генов семейства wnt — wnt A, wnt4, wnt6, wnt 16. Нуклеотидные последовательности транскриптов wnt4, wntA и wntl6 были получены впервые для голотурий. Проведен анализ экспрессии wntA, wnt4, wnt6, wntl6 в процессе регенерации: wnt6- впервые для голотурий отряда Dendrochirotida, a wnt4 и wntl6 - впервые для типа Echinodermata. Впервые для многоклеточных животных показано участие гена wntA в регенерации. Кроме того, впервые для иглокожих было установлено, что frizzledl/2/7, frizzled4, frizzled5/8 и dishevelled экспрессируются при регенерации.

Теоретическое и практическое значение работы. Результаты работы по определению нуклеотидных последовательностей генов wnt голотурий позволяют глубже понять происхождение и эволюционную динамику белков Wnt. Полученные данные по экспрессии генов сигнального пути Wnt дополняют и расширяют наши представления об участии Wnt сигналинга в регенерацйи у иглокожих и других организмов. Кроме того, результаты наших исследований являются вкладом в изучение молекулярных механизмов регенерации у многоклеточных животных. Полученный фактический материал свидетельствует, что сигнальный путь Wnt является важной и неотъемлемой частью механизмов восстановления. Понимание конкретных механизмов восстановительных морфогенезов у голотурий поможет в решении общих вопросов теории регенерации, а также в разработке методов активации восстановительных потенций органов у млекопитающих, в частности у человека.

Личный вклад автора заключается в сборе материала, фиксации, проведении иммуноцитохимических реакций и анализе препаратов, биоинформационном анализе нуклеотидных последовательностей исследуехмых генов в транскриптоме, подготовке материала и проведении полимеразной цепной реакции (ПЦР), ПЦР в реальном времени (qPCR), быстрой

амплификации концов кДНК (Rapid amplification of cDNA ends, RACE), самостоятельном анализе полученных данных и подготовке публикаций.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены на ежегодных научных конференциях ИБМ ДВО РАН (Владивосток, 2011, 2013); Всероссийской научной конференции «Регенеративная биология и медицина» (Москва, 2011); 14-й международной конференции по иглокожим (Brussels, 2012); Всероссийской конференции с международным участием «Физиологические, биохимические и молекулярно-генетические механизмы адаптаций гидробионтов» (Борок, 2012); Всероссийской конференции с международным участием «Эмбриональное развитие, морфогенез и эволюция» (Санкт-Петербург, 2013).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ, в том числе три статьи в отечественных журналах из списка, рекомендованного ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 116 страницах и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов, результатов, обсуждения, заключения, выводов и списка литературы. Работа содержит 44 иллюстрации (рисунка). Список литературы состоит из 166 наименований, из них 151 на иностранных языках.

Благодарности. Выражаю благодарность всем сотрудникам Лаборатории сравнительной цитологии ИБМ ДВО РАН за разностороннее содействие и поддержку, оказанную в ходе проведения работы. Сердечно благодарю своего научного руководителя д.б.н. И.Ю. Долматова за интересную и актуальную тему исследования, помощь и руководство на всем протяжении исследовательской работы и оформления диссертации, а также за ценные советы и рекомендации. Отдельную благодарность выражаю к.б.н. М.Г. Елисейкиной за помощь в освоении методов иммуноцитохимии, к.б.н. Е.В. Шамшуриной за обучение методам qPCR, а также к.б.н В.В. Паньковой за обучение методам молекулярной биологии. Также особую благодарность выражаю к.м.н. М.П. Исаевой и всем сотрудникам Лаборатории морской

биохимии ТИБОХ за неоценимую помощь в обучении методам RACE и проведении исследований. Кроме того, хотел бы поблагодарить к.б.н. E.H. Толкунову (Лаборатория молекулярной биологии стволовых клеток Института цитологии РАН) за возможность стажировки и помощь в освоении методов молекулярной биологии.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (гранты № 11-0400408, 14-04-00239), ДВО РАН (гранты № 13-III-B-06-117, 14-III-B-06-067) и Правительства РФ (грант № 11 .G34.31.0010).

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Регенерация

Регенерация - морфологический процесс замены различных структур (от частей клеток, до крупных частей тела) после естественного изнашивания или случайной утраты, результатом которого является сохранение целостности организма и восстановление утраченной функции (Карлсон, 1986; Долматов, Машанов, 2007). Это сложное и интересное явление, в которое вовлечено множество различных типов клеток и большое число генов. Все современные организмы в той или иной степени обладают регенеративными способностями, которые позволяют им восстанавливаться после физических травм или болезней, а также осуществлять физиологическое обновление тканей (Воронцова, Лиознер, 1957; Короткова, 1997). Источником клеток при регенерации могут служить как стволовые клетки (Ingraham et al., 2011; Demircan et al., 2013; Rinkevich et al., 2013), так и дифференцированные клетки, прошедшие дедифференцировку (Карлсон, 1986; Candelaria et al., 2006; Долматов,' Машанов, 2007). В настоящее время регенерация изучается не только на морфологическом уровне с описанием клеточной пролиферации, дедифференцировки и миграции (Долматов, Машанов, 2007; Wijk et al., 2012; Rinkevich et al., 2013), но и на молекулярно-генетическом, с выяснением основных групп генов, регулирующих восстановление (Ortiz-Pineda et al., 2009; Munder et al., 2013; Sousounis et al., 2013; Sun et al., 2013a; Umesono et al., 2013; Rossant, 2014)

Выраженность регенерации и её масштаб могут сильно различаться не только у представителей разных типов и классов, но и у близких видов (Goss, 1992; Bely, Nyberg, 2010). Например, сравнительный анализ регенерации скелетной и сердечной мускулатуры, а также некоторых других тканей млекопитающих показал, что полнота и интенсивность восстановления в ответ на однотипное повреждение варьирует даже у таксономически близких видов (Borisov, 1999).

Основными объектами для изучения регенерации являются гидроидные полипы (Lengfeld et al., 2009; Munder et al., 2013), планарии (Petersen, Reddien, 2009; Sikes, Newmark, 2013; Umesono et al., 2013) и амфибии (Carlson, 1998; Kühl et al., 2000). Несмотря на интересные и важные результаты, полученные при изучении перечисленных модельных объектов, эти исследования, на наш взгляд, имеют один существенный недостаток: используемые виды животных напрямую не связаны друг с другом, они принадлежат к давно разошедшимся таксонам, имеющим между собой мало общего как в морфологии, так и в эмбриональном развитии и регенерации. Все это не дает возможности проводить сравнительный анализ и делать какие-либо заключения о происхождении и путях эволюции восстановительных способностей и механизмов. Для того чтобы получить более полную картину необходимо увеличение числа модельных объектов.

Среди вторичноротых животных регенеративный потенциал максимально выражен у иглокожих. Echinodermata вместе с полухордовыми образует группу Ambulacraria, которая является сестринской для хордовых животных (Swalla, Smith, 2008). Таким образом, с одной стороны они филогенетически ближе к позвоночным, чем планарии или гидроидные полипы, а с другой стороны обладают большими восстановительными потенциями, чем амфибии. В этой связи иглокожих можно рассматривать в качестве перспективных модельных организмов.

1.2. Регенерация у иглокожих

Тип Echinodermata включает в себя 5 классов: Crinoidea (морские лилии), Asteroidea (морские звезды), Ophiuroidea (офиуры), Echinoidea (морские ежи) и Holothuroidea (голотурии). В каждом классе способность к регенерации выражена в разной степени (Долматов, 1999).

Морские лилии - одна из немногих групп животных, у которой наличие регенерации установлено еще для палеозойских представителей.

Палеонтологические данные свидетельствуют, что морские лилии уже в начале палеозоя обладали способностью к регенерации (Clark, Rowe, 1971). Современные виды также могут восстанавливать различные структуры. Стебельчатые морские лилии способны к аутотомии и регенерации всей чашечки (Amemiya, Oji, 1992). Бесстебельчатые морские лилии могут регенерировать цирри, пиннулы, руки, кишечник (Thorndyke et al., 2001; Candía Carnevali, 2005). Морские звезды способны восстанавливать утраченные лучи (Mladenov et al., 1989; Hernroth et al., 2010). У некоторых видов отдельный луч может дать начало всему организму (Dupont, Thorndyke, 2006). Офиуры способны к аутотомии лучей и диска и, соответственно, могут их восстанавливать (Wilkie, 2001; Charlina et al., 2009; Frolova, Dolmatov, 2010; Biressi et al., 2010). Морские ежи имеют наименьшие способности к регенерации среди иглокожих. Они могут репарировать только небольшие повреждения панциря, и отращивать обломанные иглы и педицеллярии (Долматов, 1999).

1 -Представители класса Holothuroidea обладают наибольшим регенераторным потенциалом (Долматов, 1999). Они способны восстанавливать небольшие придатки, такие как щупальца и амбулакральные ножки, заживлять кожные раны. У голотурий имеются механизмы аутотомии. Например, многие виды отряда Apodida могут отбрасывать заднюю часть тела, а затем полностью ее восстанавливать (Emson, Wilkie, 1980; Gibson, Burke, 1983). Голотурии отрядов Aspidochirotida и Dendrochirotida обладают интересной разновидностью аутотомии - эвисцерацией (Hyman, 1955; Emson, Wilkie, 1980; Долматов, 1996). Эти животные в ответ на различные раздражители выбрасывают внутренние органы. Регенерация после эвисцерации может занимать около месяца (Долматов, 2009). Имеются виды голотурий, которые способны восстанавливать крупные отделы тела после поперечного разрезания (Torelle, 1910; Reichenbach, Holloway, 1995; Долматов и др., 2012; Каменев, 2013). Кроме того, ряду видов свойственно бесполое размножение путем поперечного

деления на две части (Emson, Wilkie, 1980; Долматов и др., 2012; Каменев, 2013). Оба фрагмента восстанавливают утраченные органы.

Наибольшее число работ по регенерации у голотурий посвящено изучению восстановления пищеварительной системы после эвисцерации (см. обзоры: Долматов, 2009; Mashanov, García-Airarás, 2011). Эвисцерация у разных отрядов происходит различными способами. Представители отряда Aspidochirotida выбрасывают внутренности через анальное отверстие или разрыв стенки тела (Emson, Wilkie, 1980). При этом удаляется средняя часть пищеварительной трубки (кишечник), органы дыхания (водные лёгкие) и часть гонадных трубочек. У животных сохраняются передние (рот, глотка, пищевод) и задние (клоака) отделы пищеварительной системы. При регенерации кишечник формируется по свободному краю кишечного мезентерия между пищеводом и клоакой. У большинства изученных голотурий он развивается из двух отдельных зачатков, один из которых отрастает от клоаки, а другой - от пищевода (Bertolini, 1932; Kille, 1936, 1937; Марушкина, Грачева, 1978; García-Arrarás, Greenberg, 2001; Долматов и др., 2012).

Наиболее хорошо изучен данный процесс у дальневосточного трепанга A. japonicus (Марушкина, Грачева, 1978; Leibson, 1992; Шукалюк, Долматов, 2001; Odintsova et al., 2005; Долматов, Машанов, 2007) и Н. glaberrima (García-Arrarás et al., 1998; García-Arrarás, Greenberg, 2001; Murray, García-Airarás, 2004; Candelaria et al., 2006). У этих видов голотурий передний зачаток закладывается раньше заднего. На 7-е сут после эвисцерации у оборванного конца пищевода по свободному краю мезентерия развивается соединительнотканное утолщение, в которое врастает внутренний эпителий пищевода. В зачатке клетки сохранившегося кишечного эпителия постепенно дедифференцируются и начинают митотически делиться. При этом они теряют правильную форму, высота их уменьшается, исчезают полудесмосомы, но межклеточные контакты сохраняются. Энтероциты дедифференцируются лишь частично, даже в делящихся клетках сохраняются секреторные вакуоли (Шукалюк, Долматов,

2001; Odintsova et al., 2005; Долматов, Машанов, 2007). За счет пролиферации и миграции клеток зачаток постепенно растет назад по краю мезентерия.

Задний зачаток становится заметным на 10-14-е сут после эвисцерации. Он развивается как соединительнотканное утолщение по краю мезентерия, отходящее от клоаки. Кишечный эпителий клоаки врастает в него, формируя внутреннюю выстилку. Энтероциты частично дедифференцируются и митотически делятся. Тем не менее, они сохраняют межклеточные контакты и секреторные гранулы в цитоплазме. В дальнейшем оба зачатка удлиняются, постепенно распространяясь по краю мезентерия навстречу друг другу. На 2025-е сут они сливаются, в результате чего целостность кишки восстанавл и вается.

У представителей отряда Dendrochirotida эвисцерация осуществляется через передний конец тела (Hyman, 1955; Emson, Wilkie, 1980). При этом выбрасывается аквафарингеальный комплекс (АК), весь пищеварительный тракт (кроме клоаки), часть половых трубочек и иногда левое водное лёгкое (рис. 1). АК является важной структурой голотурий (Hyman, 1955). В его состав входят такие интегрирующие органы, как нервное кольцо и кольцевой канал амбулакральной системы. Кроме того, АК содержит щупальца, ряд органов амбулакральной системы, мышцы, начальные отделы пищеварительной системы (Hyman, 1955; Долматов, 1986а, б).

Способность голотурий регенерировать АК была известна достаточно давно (Torelle, 1910; Bertolini, 1930, 1932; Kille, 1936; Hyman, 1955). Тем не менее, относительно подробно восстановление АК исследовано только у четырех видов — Thyone briareus, Т. okeni, Thyonella gemmata и Eupentacta fraudatrix (Kille, 1935; Tracey, 1972; Nace, 1972; Dolmatov, 1992). Судя по представленным данным, процесс регенерации протекает примерно одинаково у всех изученных видов. Однако описание его у разных голотурий было сделано с различной степенью глубины; в основном исследования проводились с использованием световой микроскопии. Наиболее подробно регенерация АК

была изучена у Е. /гаис1а&1х (Оо1таи)у, 1992; Долматов, Машанов, 2007). Описание восстановления АК у данного вида дано в главе 1.3.

¥ Д 9

ЛИР "Ч £ за _ 1 ,-

И Ем

Рис. 1. Процесс эвисцерации у голотурии Е. /гаиёШпх. и - интроверт, к - кишка, пп -подиев пузырь, пт - половые трубочки (по: Долматов, Машанов, 2007).

У дендрохиротид после эвисцерации из всех структур пищеварительной системы сохраняется только клоака (Нушап, 1955; Долматов, 2009). Регенерация кишки происходит примерно так же, как и у аспидохиротид - за счет формирования двух зачатков. На переднем конце животного между оборванными концами амбулакров развивается соединительнотканное утолщение, соответствующее зачатку АК и переднему зачатку кишки. Задний зачаток появляется в виде уплотнения в вентральном мезентерии на границе с клоакой. Последующая регенерация сводится к росту зачатков навстречу друг

другу, что в конечном итоге приводит к их слиянию и образованию непрерывной пищеварительной трубки.

Несмотря на то, что в последние 20 лет регенерацию у голотурий изучают, главным образом, на представителях отряда АБр1с1осЫгоис1а, более перспективными модельными объектами, на наш взгляд, являются голотурии отряда Оеп<ЗгосЫгоис1а. У аспидохиротид при эвисцерации удаляются лишь часть кишки и водные легкие, и регенерация ограничена только пищеварительной и дыхательной системами. У дендрохиротид выбрасывается не только вся пищеварительная система, но и АК. Соответственно, регенерация включает в себя восстановление структур практически всех систем органов — пищеварительной, амбулакральной, нервной и мышечной. В этой связи у голотурий отряда Оепс1госЫгойс1а можно изучать более широкий спектр механизмов регенерации. Кроме того, у ряда видов дендрохиротид пищеварительный эпителий формируется из клеток мезодермалыюго происхождения за счет их трансдифференцировки (Долматов, 2009), поэтому имеется возможность исследовать этот редкий феномен. В настоящее время наиболее хорошо изучены морфологические особенности регенерации у голотурии Е. Уаийа1пх, которая и является объектом нашего исследования.

1.3. Регенерация у ЕирепЮаа ¡гаибаМх

Голотурия ЕиреМаМа /гаг^Шпх относится к семейству 8с1егос1ас1Шс1ае отряда ОепскосЫго^а. Она является обычным представителем фауны Японского моря, где обитает на глубине от 0,5 до 12 м. Особи данного вида имеют красновато-розовую окраску (Рис. 1А), их длина может достигать 8-10 см.

В настоящее время у данного вида подробно описаны морфологические особенности регенерации внутренних органов после эвисцерации (Долматов, Машанов, 2007). У Е. /гаисИШпх способность к эвисцерации проявляется у особей размером 1-1,5 см, что, возможно соответствует возрасту 3-4 года

(Долматов, 1994). С этого момента голотурии достаточно быстро и полно восстанавливают удалённые внутренности, процесс регенерации качественно не отличается у особей всех размерных групп (возрастов). При эвисцерации удаляется кишка, АК и часть гонадных трубочек (рис. 1А-3, 2А, Б). У Е. \-audatrix наиболее интересным является образование переднего зачатка, поскольку у данного вида после эвисцерации в передней части тела никаких энтодермальных тканей не остаётся (рис. 13, 2Б).

Сразу после эвисцерации происходит сокращение кольцевой и продольной мускулатуры стенки тела на переднем конце животного, в результате чего оборванные концы амбулакров вворачиваются внутрь и сближаются друг с другом. Между ними остаётся только тонкая прослойка соединительной ткани — остаток гиподермы интроверта. Амбулакры тесно прилежат друг к другу и вместе с целомоцитами закрывают раневое отверстие (Долматов, Машанов, 2007). Весь процесс регенерации внутренних органов можно разделить на 8 стадий (ЬатаБЬ, Бо1та1оу, 2013). Первая стадия (0-1 сут после эвисцерации) характеризуется воспалительными процессами в поврежденных тканях и активным очищением места повреждения от разрушенных клеток и различных патогенных организмов (Оо1ша1оу, 1992). На переднем конце животного, в месте повреждения накапливаются целомоциты, которые формируют тромб. Органы, входящие в амбулакр, в месте разрыва теряют правильность строения и проявляют признаки дезинтеграции (Долматов, Машанов, 2007).

В

А

Рис. 2. Стадии регенерации внутренних органов Е. /гаис1Шпх. А - неповрежденное животное, Б - сразу после эвисцерации, В - стадия 1 (1 сут), Г - стадия 2 (2-3 сут), Д - стадия 3 (4-5 сут), Е - стадия 4 (6-7 сут), Ж - стадия 5 (8-10 сут), 3 - стадия 6 (12-14 сут), И - стадия 7 (16-18 сут). Условные обозначения: ас - аквафарингеальный комплекс, ар - передний зачаток, с - клоака, g - кишка, ш - мезентерий, рас - зачаток АК, рр - задний зачаток. II -водные легкие, I - щупальца (по: ЬашазЬ, Оо1ша1оу, 2013, с изменениями).

Через 1 сут после эвисцерации тромб на переднем конце голотурии замещается небольшим соединительнотканным утолщением (рис. 2В). Боковые стороны утолщения формируются гиподермой и целомическим эпителием. Центральная часть занята сетевидной соединительной тканью, в которой встречаются фибробласты и целомоциты. Клетки целомического эпителия передней части животного уплощаются и начинают мигрировать по задней поверхности утолщения, покрывая его несколькими слоями. Амбулакральные каналы заполнены жидкостью, содержащей целомоциты и гемоциты. На концах их, в месте разрыва, базальная мембрана отсутствует. Отверстие закрыто несколькими слоями уплощенных клеток, вероятно, амёбоцитов.

На второй стадии регенерации (2-3 сут после эвисцерации) соединительнотканное утолщение между концами амбулакров увеличивается в размерах (рис. 2Г). На этой стадии оно представляет собой пятиугольник, к центру которого прикрепляется кишечный мезентерий. Концы амбулакров объединяются с утолщением в единую структуру, которая представляет собой фактически зачаток АК. Внутренняя часть последнего образована рыхлой соединительной тканью. На этой стадии начинается активная дедифференцировка клеток целомического эпителия, в дальнейшем формирующих кишечную выстилку (МаБЬапоу е1 а1., 2005). Главные изменения происходят на концах амбулакров и характеризуются началом роста структур амбулакров по соединительнотканному утолщению назад.

Третья стадия регенерации (4-5 сут после эвисцерации) характеризуется началом формирования переднего зачатка кишки. Он закладывается в виде соединительно-тканного утолщения, растущего от зачатка АК по краю кишечного мезентерия (рис. 2Д).

Четвертая стадия (6-7 сут после эвисцерации) характеризуется активным морфогенезом. Именно на этой стадии закладываются все основные структуры переднего конца голотурии. В первую очередь начинается развитие органов АК. Вначале появляются зачатки щупалец. Недалеко от своего конца

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гирич, Александр Сергеевич, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гирич A.C., Долматов И.Ю., Ламаш Н.Е., Елесейкина М.Г. Экспрессия гена wnt5 при регенерации у голотурии Eupentacta fraudatrix II Регенеративная биология и медицина. Сборник научных трудов. М: Издательский Дом «Нарконет». 2011. С. 45-46.

2. Долматов И.Ю. Строение аквафарингеального комплекса голотурии Cucumaria fraudatrix (Holothuroidea, Dendrochirota) II Зоологический журнал. 1986а. Т. 65. С. 1332-1340.

3. Долматов И.Ю. Электронно-микроскопическое изучение основных органов аквафарингеального комплекса голотурии Cucumaria fraudatrix II Цитология. 19866. Т. 28. С. 1183-1189.

4. Долматов И.Ю. Бесполое размножение, эвисцерация и регенерация у голотурий // Онтогенез. 1996. Т. 27. С. 256-265.

5. Долматов И.Ю. Регенерация у иглокожих // Биология моря. 1999. Т. 25. С. 191-200.

6. Долматов И.Ю. Регенерация пищеварительной системы у голотурий // Журнал общей биологии. 2009. Т. 4. С. 316-327.

7. Долматов И.Ю., Ивантей В.А. Гистогенез продольных мышечных лент у голотурий // Онтогенез. 1993. Т. 24, № 6. С. 67-72.

8. Долматов И.Ю., Машанов B.C. Регенерация у голотурий // Владивосток: Дальнаука. 2007. 212 с.

9. Долматов И.Ю., Нгуен Ан Хан, Каменев Ü.O. Особенности бесполого размножения, эвисцерации и регенерации у голотурий (Holothuroidea) из залива Нячанг Южно-Китайского моря // Биология моря. 2012. Т. 38. № 3. С. 227-236.

10. Каменев ЯМ. Ультраструктура внутренних органов, бесполое размножение и регенерация у голотурии Cladolabes schmeltzii II Автореф. дис. канд. биолог, наук. Владивосток. 2013. 24 с.

11. Карлсон Б.М. Проблемы биологии развития // Москва: Наука. 1986.

296с.

12. Короткова Г.П. Регенерация животных // Санкт-Петербург.: Изд-во СПбГУ. 1997. 480с.

13. Лейбсон Н.Л., Долматов И.Ю. Эвисцерация и регенерация внутренего комплекса у голотурии Eupentacta fraudatrix (Holothurioidea, Dendrochirotida) // Зоологический журнал. 1989. Т. 68, № 8. С. 67-74.

14. Марушкина Н.Б., Грачева Н.Д. Авторадиографическое изучение пролиферативной активности в эпителии кишки трепанга Stichopus japonicus в нормальных условиях и после аутотомии // Цитология. 1978. Т. 20, № 4. С. 426431.

15. Шукалюк А.И., Долматов И.Ю. Регенерация пищеварительной трубки у голотурии Apostichopus japonicus после эвисцерации // Биология моря. 2001. Т. 27. С. 202-206.

16. Adamska М., Degnan S.M., Green К.М., et al. Wnt and TGF-p expression in the sponge Amphimedon queenslandica and the origin of metazoan embryonic patterning// Plos One. 2007. V. 10. P. 1-6.

' 17.'Adell Т., Muller W.E.G. Expression pattern of the Brachyury and Tbx2 homologues from the sponge Suberites domuncula II Biol. Cell. 2005. V. 97. P. 641650.

18. Adell Т., Salo E., Boutros M., Bartscherer K. Smed-Evi/Wntless is required for beta-catenin-dependet and -independent processes during planarian regeneration // Development. 2009. V. 136. P. 905-910.

19. Amemiya S., Oji T. Regeneration in sea lilies //Nature. 1992. V. 357. P. 546-547.

20. Ang S.L., Rossant J. HNF-3beta is essential for node and notochord formation in mouse development // Cell. 1994. V. 78. P. 561-574.

21. Angerer L.M., Chambers S.A., Yang Q. Expression of a collagen gene in mesenchyme lineages of the Strongylocentrotus purpuratus embryo // Gen. Dev. V. 2. P. 239-246.

22. Bannister R., McGonnell I.M., Graham A., et al. Coelomic expression of a novel bone morphogenetic protein in regenerating arms of the brittle star Amphiura filiformis II Dev. Genes Evol. 2008. V. 218. P. 33-38.

23. Bely A.E., Nyberg K.G. Evolution of animal regeneration: re-emergence of a field // Trends. Ecol. Evol. 2010. V. 25. P. 161-70.

24. Bertolini F. Regenerazione dell'apparato digerente nello Stichopus regalis II Pubbl. Staz. Zool. Napoli. 1930. V. 10. P. 439-449.

25. Bertolini F. Rigenerazione dell'apparato digerente nelle Holothuria // Pubbl. Staz. Zool. Napoli. 1932. V. 12. P. 432-443.

26. Biason-Lauber A., De Filippo G., Konrad D., et al. Wnt4 deficiency - a clinical phenotype distinct from the classic mayer-rokitansky-kuster-hauser syndrome: a case report // Hum. Reprod. 2007. V. 22. P. 224—229.

27. Biressi A., Zou T., Dupont S., et al. Wound healing and arm regeneration in Ophioderma longicaudum and Amphiura filiformis (Ophiuroidea, Echinodermata): comparative morphogenesis and histogenesis //Zoomorphology. 2010. V. 129. P. 1— 19.

28. Bhat S.G., Babu P. Wingless mutation in Drosophila melanogaster II J. Biosci. 1987. V. 12. P. 1-11.

29. Biehs B., Kechris K., Liu S., Kornberg T.B. Hedgehog targets in the Drosophila embryo and the mechanisms that generate tissue-specific outputs of hedgehog signaling // Development. 2010. V. 137. P. 3887-3898.

30. Bolognesi R., Beermann A., Farzana L., et al. Tribolium Wnts: evidence for a larger repertoire in insects with overlapping expression patterns that suggest multiple redundant functions in embryogenesis // Dev. Genes Evol. 2008. V. 218. P. 193-202.

31. Borgens R.B. What is the role of naturally produced electric current in vertebrate regeneration and healing // Int. Rev. Cytol. 1982. V. 76. P. 245-298.

32. Borisov A.B. Regeneration of skeletal and cardiac muscle in mammals: Do nonprimate models resemble human pathology? // Wound Repair Regen. 1999. V. 7. P. 26-35.

33. Candelaria A.G., Murray G., File S.K., Garcia-Arraras J.E. Contribution of mesenterial muscle dedifferentiation to intestine regeneration in the sea cucumber Holothuria glaberrima II Cell. Tissue. Res. 2006. V. 325, № 1. P. 55-65.

34. Candia Carnevali M.B. Regenerative response and endocrine disrupters in crinoid echinoderms: an old experimental model, a new ecotoxicological test // Prog. Mol. Subcell. Biol. 2005. V. 39. P. 167-200.

35. Candia Carnevali M.D., Bonasoro F., Patruno M., Thorndyke M.C. Cellular and molecular mechanisms of arm regeneration in crinoid echinoderms: the potential of arm explants // Dev. Genes Evol. 1998. V. 208. P. 421-430.

36. Carlson B.M. Development and regeneration, with special emphasis on the amphibian limb // Cellular and molecular basis of regeneration: from invertebrates to humans / eds. P. Ferretti, J. Geraudie. Chichester: John Wiley&Sons, 1998. P. 45-62.

37;Cawthorn W.P., Bree A.J., Yao Y., efal. Wnt6, WntlOa and WntlOb inhibit adipogenesis and stimulate osteoblastogenesis through a P-catenin-dependent mechanism // Bone. 2012. V. 50. P. 477-489.

38. CharlinaN.A., Dolmatov I.Yu., Wilkie I.C. Juxtaligamental system of the disc and oral frame of the ophiuroid Amphipholis kochii (Echinodermata: Ophiuroidea) and its role in autotomy // Invertebr. Biol. 2009. V. 128. P. 145-156.

39. Cho S., Valleys Y., Giani Jr V.C., et al. Evolutionary Dynamics of the wnt Gene Family: A Lophotrochozoan Perspective // Mol. Biol. Evol. 2010. V. 27. P. 1645-1658.

40. Choe C.P., Collazo A., Trinh Le. A., et al. Wnt-dependent epithelial transitions drive pharyngeal pouch formation // Dev. Cell. 2013. V. 24. P. 296-309.

41. Clark A.M., Rowe F.W.E. Monograph of the shallow-water Indo-West Pacific echinoderms // London: Trustees of the British Museum (Natural History), 1971. 238 p.

42. Clements V.K., Kim A.D., Ong K.G., et al. A somatic Wntl6/Notch pathway specifies heamatopoetic stem cell // Nature. 2011. V. 474. P. 220-224.

43. Conand C. Population status, fisheries and trade of sea cucumbers in Africa and Indian ocean // 2008. P. 153-205. In: Toral-Granda V., Lovatelli A. and Vasconcellos M. (eds). Sea cucumbers. A global review on fishery and trade. F.A.O Fish. Tech. Pap. №. 516. FAO, Rome 319 p.

44. Croce J. C., Wu S.Y., Byrum C., et al. A genome-wide survey of the evolutionarily conserved Wnt pathways in the sea urchin Strongylocentrotus purpuratus II Dev. Biol. 2006. V. 300. P. 121-131.

45. Croce J., Range R., Wu S. Y., et al. Wnt6 activates in the sea urchin gene regulatoty // Biol. Reprod. 2011. V. 138. P. 3297-3306.

46. Czarkwiani A., Dylus D.V., Oliveri P. Expression of skeletogenic genes during arm regeneration in the brittle star Amphiura filiformis //Gene Expr. Patterns. 2013. V. 13. P. 464-472.

47. Debeir O., Adanja I., Kiss R., Decaestecker C. Models of cancer cell migration andscellular imaging and analysis // Trans. Res. Net. 2008. V. 37. P. 129. .

48. Demircan T., Berezikov E. The Hippo pathway regulates stem cells during homeostasis and regeneration of the flatworm Macrostomum lignano II Stem Cells Dev. 2013. V. 22. P. 2174-2185.

49. Dolmatov I.Y. Regeneration of the aquapharyngeal complex in the holothurian Eupentacta fraudatrix (Holothuroidea, Dendrochirota) I I Keys for Regeneration. Monogr. Dev. Biol. V. 23. Basel: Karger. 1992. C. 40-50.

50. Dolmatov I.Y., Ginanova T.T. Muscle regeneration in holothurians // Microsc. Res. Tech. 2001. V. 55. P. 452-63.

51. Dolmatov I.Y., Mashanov V.S., Zueva O.R. Derevation of muscles of the Aristotle's lantern from coelomic epithelia // Cell. Tissue. Res. 2007. V. 327. P. 371384.

52. Du S.J., Purcell S.M., Christian J.L., et al. Identification of distinct classes and functional domains of Wnts through expression of wild-type and chimeric proteins inXenopus embryos // Mol. Cel. Biol. 1995. V. 15. P. 2625-2634.

53. Dupont S., Thorndyke M.C. Growth or differentiation. Adaptive regeneration in the brittlestar Amphiura filiformis // J. Exp. Biol. 2006. V. 209. P. 3873-3881.

54. Eisenmann D.M. Wnt signaling // WormBook. 2005. P. 17.

55. Emson R.H., Wilkie I.C. Fission and autotomy in echinoderms // Oceanogr. Mar. Biol. Ann. Rev. 1980. V. 18. P. 155-250.

56. Fan M.J., Ning W.G., Walz G., Sokol S.Y. Wnt signaling and transcriptional control of siamois in Xenopus embryos // Dev. Biol. 1998. V. 95. P. 5626-5631.

57. Fathke C., Wilson L., Shah K., et al. Wnt signaling induces epithelial differentiation during cutaneous wound healing // B.M.C. Cell. Biol. 2006. V. 7, №. 4. P. 1-9.

58. Frolova L.T., Dolmatov I.Y. Microscopyc anatomy of the digestive system in normal and regeneration speciments of the brittlestar Amphipholis koshii II Biol. Bull. 2010. V. 218. P. 303-316.

59. Fu J., Jiang M., Mirando A.J., et al. Reciprocal regulation of Wnt and Gprl77/mouse Wntless is required for embryonic axis formation // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 2009. V. 106, №. 44. P. 18598-18603.

60. Garcia-Arraras J.E., Dolmatov I.Y. Echinoderms: potential model systems for stydies on muscle regeneration // Curr. Pharm. Des. 2010. V. 16. P. 942-955.

61. Gibson A.W., Bukre R.D. Gut regeneration by morphallaxis in the sea cucumber Leprosynapta clarki (Heding, 1928) // Can. J. Zool. 1983. V. 61. P. 27202732.

62. Goss R.J. The evolution of regeneration — adaptive or inherent // J. Theor. Biol. 1992. V. 159. P. 241-260.

63. Grumolato L., Liu G., Mong P., et al. Canonical and noncanonical Wnts use a common mechanism to activate completely unrelated coreceptors // Gen. Dev. 2010. V. 24. P. 2517-2530.

64. Guder C., Philipp I., Lengfeld T. The Wnt code: cnidarians signal the way // Oncogene. 2006. V. 25. P. 7450-7460.

65. Jiang Z., Von den Hoff J.W., Torensma R., et al. Wntl6 is involved in intramembranous ossification and suppresses osteoblast differentiation through the Wnt/p-catenin pathway // J. Cell. Physiol. 2014. V. 229. P. 384-92.

66. Jones S.E., Jomary C. Secreted Frizzled-related proteins: searching for relationships and patterns // Bioessays. 2002. V. 24. P. 811-820.

67. Hammond L.M., Hofmann G.E. Early developmental gene regulation in Strongylocentrotus purpuratus embryos in response to elevated C02 seawater conditions // J. Exp. Biol. 2012. V. 215. P. 2445-2454.

68. Harper J.A., Yuan J.S., Tan J.B., et al. Notch signaling in development and disease //Clin. Genet. 2003. V. 64. P. 461-472.

69. Holsten T.W. Wnt signaling in cnidarians // Methods. Mol. Biol. 2008. V. 469. P. 47-54.

70. Howard-Ashby M., Materna S.C., Brown C.T., et al. Identification and characterization of homeobox transcription factor genes in Strongylocentrotus purpuratus, and their expression in embryonic development // Dev. Biol. 2006. V. 300. P. 74-89.

71. Huelsken J., Behrens J. The Wnt signalling pathway // Cell Science at a Glance. 2002. V. 115. P. 3977-3978.

72. Hyman L.H. The invertibrates: Echinodermata. The coelome Bilateria // New York: McGraw-Hill Book Co. Inc. 1995. 763 p.

73. Ingham P.W., Nakano Y., Seger C. Mechanisms and functions of Hedgehog signalling across the metazoa // Nat. Rev. Genet. 2011. V. 12. P. 393-406.

74. Ingraham C.A., Park G.C., Makarenkova H.P., Crossin K.L. Matrix metalloproteinase (MMP)-9 induced by Wnt signaling increases the proliferation and

migration of embryonic neural stem cells at low 02 levels // J. Biol. Chem. 2011. V. 286. P. 17649-17657.

75. Katoh M., Kirikoshi H., Saitih T., et al. Alternative splicing of the wnt-2B/wnt-13 gene // Biochem. Biophys. Res. Com. 200. V. 275. P. 209-216.

76. Kawakami Y., Esteban C.R., Raya M., et al. Wnt/beta-catenin signaling regulates vertebrate limb regeneration // Gene. Dev. 2006. V. 20. P. 3232-3237.

77. Kawano Y., Kypta R. Secreted antagonists of the Wnt signalling pathway// J. Cell. Science. 2003. V. 116. P. 2627-2634.

78. Kille F.R. Regeneration in Thyone briareus Lesueur following induced autotomy//Biol. Bull. 1935. V. 69. P. 82-103.

79. Kille F.R. Regeneration in holothurians // Ann. Rept. Tortugas Lab. Carnegie Inst. Wash. 1936. V. 35. P. 85-86.

80. Kille F.R. Regeneration in the genus Holothuria // Yb. Carnegie Inst. Wash. 1937. V. 36. P. 93-94.

81. Knapp D., Schulz H., Rascon C.A., et al. Comparative transcriptional profiling of the axolotl limb identifies a tripartite regeneration-specific gene program; j // Plos One. 2013. V. 8. P. 1-20.

82. Komekado H., Yamamoto H., Chiba T., Kikuchi A. Glycosylation and palmitoylation of Wnt-3a are coupled to produce an active form of Wnt-3a // Genes to cell. 2006. V. 12. P. 521-534.

83. Komiya.Y., Habs. R. Wnt signal transduction pathways // Landes Bioscience 2008. V. 4. P. 68-75.

84. Koniaris L.G., McKillop I.H., Schwartz S.I., Zimmers T.A. Liver regeneration // J. Am. Coll. Surg. 2003. V. 197. P. 634-659.

85. Kirikoshi H., Sekihara H., Katoh M. Expression profiles of 10 members of Frizzled gene family in human gastric cancer // Int. J. Oncol. 2001. V. 19. P. 767-771.

86. Kühl M., Sheldahl L.C., Malbon C.C., Moon R.T. Ca2/calmodulin-dependent protein kinase 11 is stimulated by Wnt and Frizzled homologs and

promotes ventral cell fates in Xenopus II J. Biol. Chem. 2000. V. 275. P. 1270112711.

87. Lamash N. E., Dolmatov I. Yu. Proteases from the regenerating gut of the Holothurian Eupentacta fraudatrix//Plos One. 2013. V. 8. P. 1-12.

88. Lavery D.L., Martin J., Turnbull Y.D., Hoppler S. Wnt6 signaling regulates heart muscle development during organogenesis // Dev. Biol. 2008a. V. 323. P. 177188.

89. Lavery D.L., Davenport I.R., Turnbull Y.D., et al. Wnt6 expression in epidermis and epithelial tissues during Xenopus organogenesis // Dev. Dyn. 2008b. V. 237. P. 768-779.

90. Leibson N.L. Regeneration of digestive tube in holothurians Stichopus japonicus and Eupentacta fraudatrix II Key. Regen. Monogr. Dev. Biol. 1992. V. 23. P. 51-61.

91. Lengfeld T., Watanabe H., Simakov O., et al. Multiple Wnts are involved in Hydra organizer formation and regeneration // Dev. Biol. 2009. V. 330. P. 169199.

92. Lhomond G., McClay D.R. Gache C., Croce J.C. Frizzled 1/2/7 signaling derects p-catenin nucrearisation and inintiates endoderm specification in macromeres during sea urchin embryogenesis // Development. 2012. V. 139. P. 816-825.

93. Looso M., Preussner J., SousOunis K. et al. A de novo assembly of the newt transcriptome combined with proteomic validation identifies new protein families expressed during tissue regeneration // Genome Biology. 2013. V. 14.

94. Lyons J.P. Mueller U.W., Ji H., et al. Wnt4 activate the canonical beta-catenin-mediated Wnt pathway and binds Frizzled-6 CRD: functional implications of Wnt/beta-catenin activity in kidney epithelial cells II Exp. Cell. Res. 2004. V. 298. P. 369-387.

95. Mashanov V.S., Dolmatov I.Y., Heinzeller T. Transdifferentiation in holothurian gut regeneration // Biol. Bull. 2005. V. 209. P. 184-193.

96. Mashanov V.S., Garcia-Arraras J.E. Gut regeneration in holothurians: a snapshot of recent developments. Biol. Bull. 2011. V. 221. P. 93-109.

97. Mashanov V.S., Zueva O.R, Heinzeller T. Regeneration of the radial nerve cord in a holothurian: a promising new model system for studying post-traumatic recovery in the adult nervous system // Tissue. Cell. 2008. V. 40. P. 351-72.

98. Mashanov V.S., Zueva O.R., Garcia-Arraras J.E. Retrotransposons in animal regeneration: Overlooked components of the regenerative machinery? // Mob. Genet. Elements. 2012a. V. 2. P. 244-247.

99. Mashanov V.S., Zueva O.R., Garcia-Arraras J.E. Expression of Wnt9, TCTP, and Bmpl/Tll in sea cucumber visceral regeneration // Gene. Expr. Patterns. 2012b. V. 12. P. 24-35.

100. Mashanov V.S., Zueva O.R., Garcia-Arraras J.E. Transcriptomic changes during regeneration of the central nervous system in en echinoderm // B.M.C. Genomic. 2014. V. 15.

101. Mladenov P.V., Bisgrove B., Asotra S., Burke R.D. Mechanisms of arm tip regeneration in the sea star, Leptasterias hexactis II Roux's. Arch. Dev; Biol. 1989. V. 198. N. l.P. 425-436.

102. Moon R.T., Brown J.D., Torres M. WNTs modulate cell fate and behavior during vertebrate development//Trends. Genet. 1997. V. 13. P. 157-162.

103. McCauley B.S., Akyar E., Filliger L., Hinman V.F. Expression of wnt and frizzled genes during early sea star development // Gene Expr. Patterns. 2013. V. 13. P. 437-444.

104. Mo S., Cui Z. Regulation of canonical wnt signaling during development and diseases // Embryogenesis, Dr. Ken-Ichi Sato (Ed.). 2012. InTech.

105. Munder S., Tischer S., GrundhuberM. Notch-signalling is required for head regeneration and tentacle patterning in Hydra II Dev. Biol. 2013. V. 383. P. 146157.

106. Murray G., Garcia-Arraras J.E. Myogenesis during holothurian intestinal regeneration // Cell Tissue Res. 2004. V. 318. P. 515-524.

107. Nace A.G. The degestive system and lantern complex of Thyonella gemmata (Pourtales): structure and regeneration // Diss.Abstr. Int. 1972. V. 32B. № 9. P. 5539.

108. Nishita M., Yoo S.K., Nomachi A., et al. Filopodia formation mediated by receptor tyrosine kinase Ror2 is required for Wnt5a-induced cell migration // J. Cell Biol. 2006. V. 175. P. 555-562.

109. Nomachi A., Nishita M., Inaba D., et al. Receptor tyrosine kinase ror2 mediates wnt5a-induced polarized cell migration by activating c-jun n-terminal kinase via actin-binding protein filamina // J. Biol. Chem. 2008. V. 283. P. 2797327981.

110. Nusse R., van Ooyen A., Cox D., et al. Mode of proviral activation of a putative mammary oncogene (int-1) on mouse chromosome 15 // Nature. 1984. V. 307. P. 131-136.

111. Nusse R., Varmust H.E. Wnt genes // Cell. 1992. V. 69. P. 1073-1087.

112. Odintsova N.A., Dolmatov I.Yu., Mashanov V.S. Regenerating holothurian tissues as a source of cells for long-term cell cultures // Mar. Biol. 2005. V. 146. P. 915-921.

113. Ortiz-Pineda P.A., Ramirez-Gomez F., Perez-Ortiz J., et al. Gene expression profiling of intestinal regeneration in the sea cucumber // B.M.C. Genomics. 2009. V. 10. P. 262.

114. Osakada F., Ooto S., Akagi T., et al. Wnt signaling promotes regeneration in the retina of adult mammals // J. Neurosci. 2007. V. 27. P. 4210-4219.

115. Ott S.M. Sclerostin and wnt signaling - the pathway to bone strength // J.C.E.M. 2005. V. 90. P. 6741-6743.

116. Pang K., Ryan J.F. Genomic insights into Wnt signaling in an early diverging metazoan, the ctenophore Mnemiopsis leidyi II Evol. Devo. 2010. V. 1. P. 1-15.

117. Patruno M., Smertenko A., Candia Carnevali M.D., et al. Expression of transforming growth factor beta-like molecules in normal and regenerating arms of

the crinoid Antedon mediterranea: immunocytochemical and biochemical evidence // Proc. Biol. Sci. 2002. V. 269. P. 1741-1747.

118. Pimentel H., Parra M., Gee S., et al. A dynamic alternative splicing program regulates gene expression during terminal erythropoiesis // Nucl. Acids. Res.

2013. V. 42. P. 4031-4042.

119. Petersen C.P., Reddien P.W. A wound-induced wnt expression program controls planarian regeneration polarity // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2009. V. 106. P. 17061-17066.

120. Philipp I., Aufschnaiter R., Ozbek S., et al. Wnttoeta-catenin and noncanonical Wnt signaling interact in tissue evagination in the simple eumetazoan Hydra II Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2009. V. 106. P. 4290-4295.

121. Polakis P. Wnt signaling and cancer // Gen. Dev. 2000. V. 14. P. 18371851.

122. Prud'homme B., LartillotN., Balavoine G., et al. Phylogenetic analysis of the Wnt gene family: Insights from Lophotrochozoan members // Current Biology. 2002. V. 12. P. 1395-1400. . -

123. Prunskaite-Hyyrylainen R., Shan J., Railo A., et al. Wnt4, a pleotropic signal for controlling cell polarity, basement membrane integrity, and antimullerian hormone expression during oocyte maturation in the female follicle // F.A.S.E.B.

2014. V. 28. P. 1568-1581.

124. Randolph N., Christensen E., Weinstein M., Tassava R. Expression of fibroblast growth factors 4, 8, and 10 in limbs, flanks, and blastemas of Ambystoma II Dev. Dynam. 2002. V. 223. P. 193-203.

125. Reichenbach N., Holloway S. Potential for asexual propagation of several commercially important species of tropical sea cucumbers (Echinodermata) // J. World Aquae. Soc. 1995. V. 26. P. 272-278.

126. Riddiford N., Olson P.D. Wnt gene lost in flatworms // Dev. Genes Evol. 2011. V. 221. P. 187-197.

127. Ring A., Kim Y.M., Kahn M. Wnt/Catenin signaling in adult stem cell physiology and desease // Stem Cell. 2014. V.10. P. 512-525.

128. Rinkevich Y., Voskoboynik A., Rosner A., et al. Repeated, long-term cycling of putative stem cells between niches in a basal chordate // Dev. Cell. 2013. V. P. 1-23.

129. Robert N., Lhomond G., Schubert M., Croce J.C. A comprehensive survey of wnt and frizzled expression in the sea urchin Paracentrotus lividus II Genesis. 2014. V. 52. P. 235-250.

130. Rojas-Cartagena C., Ortiz-Pineda P., Ramírez-Gómez F., et al. Distinct profiles of expressed sequence tags during intestinal regeneration in the sea cucumber Holothuria glaberrima // Physiol. Gen. V. 31. P. 203-215.

131. Rossant J. Genes for regeneration // Elife. 2014. V. 3.

132. Saneyoshi T., Kume S., Amasaki Y., Mikoshiba K. The Wnt/calcium pathway activates NF-AT and promotes ventral cell fate in Xenopus embryos // Nature. 2002. V. 417. P. 295-299.

133. Schubert M., Holland L.Z., Holland N.D., Jacobs D.K. A. Phylogenetic tree of the wnt genes based on all available full-length sequences, including five from the cephalochordate Amphioxus II Mol. Biol. Evol. 2000. V. 17. P. 1896-1903.

134. Sidow A. Deversification of the Wnt gene family on the ancestral lineage of vertebrates // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1992. V. 89. P. 5098-5102.

135. Sikes J.M., Newmark P. A. Restoration of anterior regeneration in a planarian with limited regenerative ability //Nature. 2013. V. 500. P. 77-81.

136. Seifert J.R., Mlodzik M. Frizzled/PCP signalling: a conserved mechanism regulating cell polarity and directed motility // Nat. Rev. Genet. 2007. V. 8. P. 126— 138.

137. Schnaper H.W., Hayashida T., Hubchak S.C., Poncelet A.C. TGF-beta signal transduction and mesangial cell fibrogenesis // Am. J. Physiol. Renal. Physiol. 2003. V. 284. P. 243-252.

138. Schnapp E., Kragl M., Rubin L., Tanaka E.M. Hedgehog signaling controls dorsoventral patterning, blastema cell proliferation and cartilage induction during axolotl tail regeneration // Development. 2005. V. 132. P. 3243-3253.

139. Sodergreen E., Weinstock G.M., Davidson E.H., et al. The genome of the sea urchin Strongulocentrotus purpuratus II Science. 2006. V. 314. №. 5801. P. 941952.

140. Soergel D.A.W., Lareau L.F., Brenner S.E. Regulation of gene expression by cupling of alternative splucing and NMD // Maquart L.E. (Ed) Nonsense-mediated mRNA Decay. 2006. P. 195-196.

141. Sousounis K., Looso M., Maki N., et al. Transcriptome analysis of newt lens regeneration reveals distinct gradient in gene expression patterns // Plos One. 2013. V. 8. P. 1-18.

142. Stoick-Cooper C. L., Moon R.T., Weidinger G. Advances in signaling in vertebrate regeneration as a prelude to regenerative medicine // Gen. Dev. 2007. V. 21. P. 1292-1315.

- 143. Strochlic L., Falk J., Goillot E., et al. Wnt4 participates in the formation of vertebrate neuromuscular junction // Plos One. 2012. V. 7. P. 1-12.

144. Sun L., Chen M., Yang H. et al. Large scale gene expression profiling during intestine and body wall regeneration in the sea cucumber Apostichopus japonicus II Genomics Proteomics. 2011. V. 6. P. 195-205.

145. Sun L., Yang H., Chen M. et al. RNA-Seq reveals dynamic changes of gene expression in key stages of intestine regeneration in the sea cucumber Apostichopus japónicas II Plos One. 2013a. V. 8. P. 1-18.

146. Sun L.N., Yang H.S., Chen M.Y., Xu D.X. Cloning and expression analysis of Wnt6 and Hox6 during intestinal during regeneration in the sea cucumber Apostichopus japónicas II G.M.R. 2013b. V. 12. P. 5321-5334.

147. Swalla B.J., Smith A.B. Deciphering deuterostome phylogeny: molecular, morphological and palaentological perspectives // Phil. Trans. R. Soc. B. 2008. V. 363. P. 1557-1568.

148. Takeo M., Chou W.C., Sun Q., et al. Wnt activation in nail epithelium couples nail growth to digit regeneration // Nature. 2013. V. 499. P. 228-232.

149. Torelle E. Regeneration in holothuria // Zool. Anz. 1910. V. 3. P. 15-22.

150. Tracey D.J. Evisceration and regeneration in TJjyone okeni (Bell, 1884) // Proc. Linnean Soc. N.S.W. 1972. V. 97. P. 72-81.

151. Umesono Y., Tasaki J., Nishimura Y., et al. The molecular logic for planarian regeneration along the anterior-posterior axis // Nature. 2013. V. 500. P. 73-77.

152. Vaughn R., Garnhart N., Garey J.R., et al. Sequencing and analysis of the gastrula transcriptome of the brittle star Ophiocoma wendtii II Evol. Devo. 2012. V. 19. P. 1-16.

153. Vincan E. Wnt Signaling // Humana press. New York. 2008. P. 469.

154. Vlodavsky C. R., Brakenhielm E., Pawliuk R., et al. Angiogenic synergism, vascular stability and improvement of hind-limb ischemia by a combination ofPDGF-BB and FGF-2 //Nature Med. 2003. V. 9. P. 604-613.

155. Wallingford J.B., Habas R. The developmental biology of Dishevelled: an enigmatic protein governing cell fate and cell polarity // Development. 2005. V. 132. P. 4421-4436.

156. Wang Q., Lu J., Zhang S., et al. Wnt6 is essential for stromal cell proliferation during decidualization in mice // Biol. Reprod. V. 88.

157. Wijk B., Gunst D.Q., Moorman F. M., Hoff J. B. Cardiac regeneration from activated epicardium // Plos One. 2012. V. 7. P. 1-14.

158. Wilkie I.C. Autotomy as a prelude to regeneration in echinoderms // Microsc. Res. Tech. 2001. V. 55. P. 369-396.

159. Witze E.S., Litman L.S., Argastas G.M., et al. Wnt5a Control of cell polarity and directional movement by polarized redistribution of adhesion receptors // Science. 2008. V. 320. P. 365-369.

160. Wu B., Crampton S.P., Hughes C.C. Wnt signaling induces matrix metalloproteinase expression and regulates T cell transmigration // Immunity. 2007. V. 26. P. 227-239.

161. Yokoyama H., Yonei-Tamura S., Endo T., et al. Mesenchyme with fgf-10 expression is responsible for regenerative capacity mXenopus limb buds // Dev. Biol. 2000. V. 219. P. 18-29.

162. Yokoyama H., Maruoka T., Ochi H., et al. Different requirement for Wnt/|3-catenin signaling in limb regeneration of larval and adult Xenopus II Plos One. 2011. V. 6. P. 1-13.

163. Yu B., Chang J., Liu Y., et al. Wnt4 signaling prevent skeletal aging and inflammation by inhibiting nuclear factor-kB //Nat. Med. 2014. V. 20. P. 1009-1017.

164. Zechel S., Werner S., Unsicker K., et al. Expression and functions of fibroblast growth factor 2 (FGF-2) in hippocampal formation //Neuroscientist. 2010. V. 16. P. 357-373.

165. Zhang B., Wang M., Gong A., et al. HucMSC-exosome-mediated Wnt4 signaling is required for cutaneous wound healing // Stem Cells. 2014.

166. Zhao L., Borikova A.L., Ben-Yair R., et al. Notch signaling regulates cardiomyocyte proliferation during zebrafish heart regeneration // P.N.A.S. 2014. V. 11. P. 1403-1408.